可能很多从事石英晶体振荡开发的工程师都有这样的困惑:到底我需要选择什么样的石英晶体谐振器才能做到振荡器需要输出的指标呢?
1. 首先要对振荡器输出的指标要做评估,振荡器输出的指标那些是受石英晶体谐振器的指标所限制,哪些指标是可以通过电路来做调试完成的。按照国军标1648石英晶体振荡器规范的标准,振荡器输出一共有三十几个指标,而多数客户使用到的指标最多也就十几个,大致包括:标称频率,电源电压,工作电流,工作温度,频率-温度稳定度,年老化,输出波形,输出负载,(如果是正弦波,还包含输出幅度,谐波抑制,杂散抑制;如果是方波,包含高低电平,正占空比,上升下降时间),外形尺寸,有了上述的基本指标,那么工程师就可以开展工作了,其他的指标如电源效应,负载效应,相位噪声等根据客户的需要进行选择。在这些常用的指标中,标称频率,电源电压,输出波形,输出负载,外形尺寸,工作温度等一旦和客户定下了,就是不可调试的,是固定。而其他指标中,受石英晶体谐振器影响较大的指标是年老化和相位噪声,虽然电子元器件都有老化,但相对于石英晶体谐振器的老化是可以忽略不计的,所以石英晶体谐振的老化决定了振荡器输出的老化,对于老化的指标大多用户也不是很理解,可以举个简单的例子说明,就像人一样,一开始处于少年期,身体的各项机能都还没有完全成型,还在生长阶段,到了中年,身体的各项能力都已长好,正处于当打之年,到了老年,身体开始衰竭。而振荡器的老化大致和这个差不多,石英晶体谐振器厂家在生产过程中会先进行老化处理,到了振荡器生产厂家的时候,振荡器生产厂家也会连同各电子元器件和石英晶体谐振器进行预老化处理,这一阶段就好比人的少年期,振荡器交给用户使用的时候就好比振荡器处于人的中年期,这个阶段振荡器的老化很小,只有到了一定年限,老化才开始加剧。所以振荡器输出的老化指标基本决定了需要选择的石英晶体谐振器的老化指标。振荡器输出的相位噪声需要分近端相位噪声和远端相位噪声,大致的分界点是偏离中心频率1KHz的地方,1KHz以内取决于振荡器的有载Q值,有载Q值越高,近端相位噪声越好,而振荡器的有载Q值大部分取决于石英晶体谐振器的Q值,通过电路能调试的有载Q值是有限的,所以要求近端相位噪声好的振荡器就需要使用高Q值的石英晶体谐振器,而远端相位噪声基本上是可以通过电路调试来决定的。 |