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壓控晶振是有源晶振系列產品,又叫電壓控制石英晶體石英晶體振蕩器;之所以有電壓控制是因為這一系列晶振可以通過調節電壓的方式調節振蕩頻率;一般情況下具備低電壓,低電源電壓,低功耗,低耗能,低抖動,體積小等特性,除此之外還具備很強的環境適應性和耐沖擊性,可以在較復雜的環境保持穩定的起振特性.而有源晶振系列除了壓控晶振外還有溫補晶振,差分晶振等等晶振,今天康華爾主要為大家講解的是壓控晶振.

壓控晶體振蕩器是一種石英晶體振蕩器.它包括變容二極管和相關電路.允許通過在該二極管兩端施加電壓來改變頻率.這可以在簡單的時鐘或正弦波晶體振蕩器,TCXO(產生TC/VCXO溫度補償壓控晶體振蕩器)或烘箱控制型(產生OC/VCXO烘箱控制壓控晶體振蕩器)中實現.

VCXOs有幾個獨特的特性.在生成VCXO規范時.除了定義固定頻率有源晶振的特性之外.這些規范也適用.VCXOs特有的主要規格如下:

控制電壓-這是施加到VCXO輸入端的變化電壓.導致頻率變化.它有時被稱為調制電壓.尤其是當輸入是交流信號時.

偏差-這是由控制電壓變化引起的頻率變化量.例如.5伏控制電壓可能導致100ppm的偏差.或者0至+5伏控制電壓可能導致150ppm的總偏差.

傳遞函數(有時稱為斜率極性)-這表示頻率變化對控制電壓的方向.正傳遞函數表示增加的正控制電壓的頻率增加.如圖1a所示.相反.如果頻率隨著更正(或更負)的控制電壓而降低.如圖1b所示.傳遞函數為負.

圖1A

圖1B

線性-公認的線性定義是MIL-PRF-55310中規定的定義.它是頻率誤差和總偏差之間的比率.以百分比表示.其中頻率誤差是通過輸出頻率與控制電壓的曲線圖繪制的直線的頻率偏移.如果振蕩器的規格要求線性度為5%.實際偏差為20kHz.如圖2所示.輸出頻率與控制電壓輸入的曲線可能與直線“A”相差1kHz(20kHz±5%).這些限制用線“B”和“C”表示.“D”表示VCXO振蕩器的典型曲線.其線性度在5%以內.

圖2

在圖3中.與直線“A”的偏差為-14ppm.總偏差為100ppm.因此線性度為14ppm/100ppm=14%.

圖3

產生圖2所示特性的VCXO使用超突變結變容二極管.偏置以適應雙極()控制電壓.產生圖3中特性的VCXO使用具有施加單極控制電壓的突變結變容二極管(在這種情況下為正).

良好的VCXO設計要求電壓-頻率曲線平滑(無間斷)和單音.所有VectronVCXOs都表現出這些特性.

調制率(有時稱為偏差率或頻率響應)-這是控制電壓變化導致相應頻率變化的速率.它是通過施加峰值等于指定控制電壓的正弦波信號.解調VCXO的輸出信號.并比較不同調制速率下解調信號的輸出電平來測量的.Vectron將調制速率定義為產生解調信號的調制頻率.該解調信號在100Hz調制信號的3db范圍內.雖然非貼片晶振控制的VCOs可以以非常高的速率調制(對于大于10MHz的輸出頻率大于1MHz).但是VCOs的調制速率受到晶體物理特性的限制.雖然VCXO的調制輸入網絡可以被擴展以產生高于<