手机版
Crystsl Oscillator电路的不稳定性因素
在之前的文章中提到过晶体振荡器的电路类型，至少都有五六种，不同的电路布局带来的效益和性能是不一样的，那篇技术文章标题是《Oscillator技术电路类型介绍》，有兴趣的用户可以在金洛鑫旧官网上查到。许多生产厂家选择成本比较高的石英晶体振荡器，最主要的原因大部分都是因为它的稳定性，比谐振器要高许多，然而在设计的过程中，也会有导致晶体振荡器不稳定的现象出现，今天我们主要讨论，那些让振荡器出现不稳定的重要因素。
振荡器电路类型：
振荡器电路类型中，除了rf接地点位于不同位置之外，其中三个更常见的有源晶振电路类型，即Pierce，Colpitts和Clapp，由相同的电路组成。巴特勒和改良的巴特勒也相似;在每个中，发射极电流是晶体电流。门振荡器是皮尔斯型，它使用逻辑门加电阻代替皮尔斯振荡器中的晶体管。（某些门振荡器使用多个门）。
OCXO框图：
OCXO振荡器的三个主要部分中的每一个，即晶体，维持电路和烘箱，都会导致不稳定性。
振荡器不稳定性-一般表达式：
其中QL=谐振器的负载Q，并且d?（ff）是在远离载波频率f的偏移频率ff处的环路相位的小变化。环路中的系统相位变化和相位噪声可以源自谐振器或维持电路。最大化QL有助于减少噪声和维持电子器件中环境引起的变化的影响。在一个设计合理的振荡器中，短路不稳定性由谐振器决定，偏移频率小于谐振器的半带宽，并由维持电路和数量决定。从环路传递的功率用于更大的偏移。
维持电路的不稳定性：
负载电抗变化-向晶体添加负载电容会改变频率
示例：如果C0=5pF，C1=14fF且CL=20pF，则a△CL=10fF（=5X10-4）导致≈1X10-7频率变化，并且CL老化为每天10ppm导致振荡器老化每天2X10-9。驱动电平变化：对于10MHz第3次SC切割，通常为每ma210-8。晶体上的直流偏压也会导致振荡器老化。
振荡器不稳定性-调谐电路
许多Oscillator Crystal包含调谐电路-抑制不需要的模式，匹配电路和滤波器。调谐电路的电感和电容的微小变化的影响由下式给出：
其中BW是滤波器的带宽，ff是滤波器中心频率与载波频率的频率偏移，QL是谐振器的负载Q，Qc，Lc和Cc是调谐电路的Q，电感和电容，分别。
振荡器不稳定性-电路噪声
其中ff是载波频率f的频率偏移，QL是电路中晶振的负载Q，Lckt（1Hz）是ff=1Hz时的闪烁PM噪声，t是闪烁楼层范围内的任何测量时间。对于QL=106和Lckt（1Hz）=-140dBc/Hz，sy（t）=8.3×10-14。（已达到Lckt（1Hz）=-155dBc/Hz。）
振荡器不稳定性-外部负载
如果外部负载发生变化，则反射回OSC晶振的信号的幅度或相位会发生变化。到达振荡回路的那个信号的部分改变了振荡相位，因此改变了频率
其中G是负载的VSWR，q是反射波的相位角;例如，如果Q~106，并且隔离~40dB（即~10-4），则最差情况（100％反射）拉动为~5×10-9。VSWR为2时，最大牵引力降低仅为3倍。负载牵引问题在较高频率下变得更糟，因为Q和隔离度都较低。
简易的振荡器电路稳定性，通常没有复杂的振荡器电子高，近年来石英晶振的技术不断突破，许多晶体制造商都研发出，比较新颖且难度大的Crystsl Oscillator电路。外围电容，调谐电路，电路噪声，负载电抗都是容易导致石英振荡器不稳定的因素，因此在设计时，工程师们都会将这几点设置好，方便接下来的布局。
“推荐阅读”
相关技术支持
- Golledge下一代GSRFTA0942A频率控制5G网络的解决方案
- CTS最新推出的OCXO完美应用于各个领域
- 遥遥领先的Harmony Electronics Corp.用水晶增强安全驾驶
- 了解遥遥领先的SIWARD希华晶体振荡器
- 领先全球Skyworks晶振为下一代Wi-Fi 6/6E设备提供前所未有的能效
- 领先全球的Skyworks Electronics带大家走进6G网络时代
- QuartzCom AG
- Filtronetics, Inc.
- 由于晶体没有足够的输出波形幅度系统不能正常工作时的正确做法ABM10W-40.0000MHZ-4-K1Z-T3
- 如果石英晶体没有信号输出该怎么解决X1E0000210729？
