新的晶振频率控制技术迎来它的春天

新的晶振频率控制技术迎来它的春天

多年以来,石英晶振频率控制的发展一直在稳步发展技术,石英晶体作为非常稳定,高质量的频率控制谐振器已有历史记载被普遍认可的,虽然许多变化是技术的提升自然演变呈现的结果,主要驱动因素是增强制造生产能力,降低物质本身成本的要求,以及对更小尺寸改造,更高稳定性实现,更低功耗的各种技术要求,更快的启动工作效率.

基于石英晶振的设备,主要是散装(SAW)声表面滤波器设备,长期以来一直是比较所有商用时钟源的标准,频率与温度响应,老化,抖动和相位噪声特性基于石英的频率控制设备都很好地记录在行业,这些特性与频率控制装置的简要技术比较一直缺乏利用新技术,建立MEMS与MEMS之间的基准该分析的作者开始研究其他针对已建立的石英器件的设备比较研究是早期基准分析的更新和扩展.

通常用于高精度频率应用,这种方法将晶体和相关的振荡器电路加热到晶体管的上转折点水晶,图中显示了OCXO晶振应用中使用的上转折点的一部分,制造这些振荡器的晶体使得上转折点高于最高转折点指定的温度范围,晶体和相关电路被加热到并维持一个在晶体上的那个点附近的窄温度窗口,并且设备被调谐到频率为那个温度.

温度稳定的环境具有一些固有的优点,这种方法很大降低了之前谈到的温度系数效应,图中显示了频率温度当EFC改变+/-4ppm和+/-8ppm相似时,OCXO晶振的特性到TCXO晶振,数据显示OCXO与控制电压变化相关的稳定性在该范围内与TCXO相比,为5-10ppb,为50-100ppb.OCXO晶体振荡器具有在非常窄的温度下锻炼晶体的额外优势窗口,通常是几度或更少,这大大降低了激发不必要的机会水晶模式,这种方法的最大缺点是设备的尺寸和电源要求,随着技术的发展,这些都需要大小和功率要求设备继续减少.

一般而言,在考虑产品的使用寿命时要考虑到这一点,当尺寸和功率对应用至关重要时,温补晶体振荡器是首选,这些往往是手持式或电池供电的设备,恒温晶体振荡器在频率方面是更强大的产品稳定性,这种类型的产品往往更适合通信网络应用,应该有助于指导设计师为应用选择最合适的技术.在选择合适的设备之前要审查的关键问题是通过校准和长期稳定性所需的调整来改变频率稳定性老化,作为TCXO,OCXO对这些效应的敏感度只有四分之一.