戳進(jìn)來,帶你了解影響振蕩器結(jié)果的因素
閱讀:2594 發(fā)布時間:2020-11-4
對振蕩器而言,有許多因素影響到系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性,如:老化、噪聲、溫度、保持電路、可保持性、磁場、濕度、電源電壓與震動。下面介紹某些重要因素:
時間造成的不穩(wěn)定
時間造成的不穩(wěn)定可以分為兩類 – 老化與短期的不穩(wěn)定性。老化是由于振蕩器內(nèi)部變化造成的頻率的長期系統(tǒng)性變化。不過,雖然這種頻率變化只有幾PPM,但是其涉及需要準(zhǔn)確頻率的系統(tǒng)時(如:DTV、機頂盒等)則至關(guān)重要。相反,短期的不穩(wěn)定性本質(zhì)上具有隨機性,往往可以定義為噪聲。
老化 – 有多重因素會造成老化,如:質(zhì)量轉(zhuǎn)移、晶體受到的應(yīng)力、熱膨脹、安裝受力、鍵合單元、晶振的驅(qū)動電平以及DC偏置。
短期噪聲 – 理想振蕩器的輸出是完美的正弦波。不過,在理想系統(tǒng)中,隨機噪聲或閃爍噪聲會導(dǎo)致信號的相位偏移,從而造成頻率為了保持2nπ相位條件而發(fā)生改變。相位斜率dφ/df與QL成正比,必須保持高值,以確保至高的頻率穩(wěn)定性。為了維持高相位斜率,Cm 應(yīng)當(dāng)盡可能小。因此,fs與fp之間電抗/頻率的斜率越大,則頻率穩(wěn)定性越高。
溫度造成的不穩(wěn)定
晶振的共振頻率在室溫下變化很小。但是,隨著升至溫度,額定頻率的變化開始增大,有可能達(dá)到幾十ppm。
計算等應(yīng)用可以承受這一點。但是對于導(dǎo)航、雷達(dá)、無線電通信、衛(wèi)星通信等對準(zhǔn)確度與精度要求*的應(yīng)用來說,則無法接受這種巨大變化。因此,此類應(yīng)用需要在系統(tǒng)中添加額外的補償元件(參見下文)。
可調(diào)諧性造成的不穩(wěn)定
使振蕩器在較寬的頻率范圍內(nèi)具有可調(diào)諧性會導(dǎo)致不穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)可調(diào)諧性,需要采用濾波器消除多余的頻率模式。但是,這樣會造成可調(diào)諧振蕩器很難實現(xiàn)更高的頻率穩(wěn)定性,因為負(fù)載電抗會受到濾波器中使用的變抗器的雜散電容與電感的影響。
保持電路造成的不穩(wěn)定
當(dāng)在晶振中增加外部負(fù)載電容器時,電容器與雜散電容的容差會導(dǎo)致實際負(fù)載電容偏離所需值。負(fù)載電容的這種變化也會造成頻率改變。