帶您了解不同類型晶體振蕩器穩定性

 在設備的整個生命周期內以指定的頻率傳輸而沒有任何頻率偏差。不幸的是，理想的電路世界是一種數學幻想。

影響石英晶體振蕩器穩定性和頻率漂移問題的因素有很多。為了盡可能避免這些問題，深入了解精確的頻率穩定性將有助于為您提供使應用程序保持最佳性能的工具。

不幸的是，我們注意到在晶體振蕩器穩定性方面存在許多誤解。更具體地說，往往有很多關于不同類型穩定性問題的常見問題解答，包括：

頻率與溫度穩定性

頻率與負載穩定性

頻率與供應穩定性

ADEV - 艾倫偏差

在這篇文章中，您將詳細了解這些不同類型的有源貼片晶振振蕩器穩定性以及如何管理它們。您即將成為管理應用中頻率漂移的專家！

晶體振蕩器穩定性的主要因素

振蕩器頻率與溫度

溫度是我們這里列表的頂部，因為它是頻率漂移的最重要原因。濕度和壓力會產生更大的影響，以十億分之一計，但這些環境影響可以通過晶體的密封包裝輕松克服，無論是在真空中還是在惰性氣體（如氮氣）中。

溫度提出了更困難的挑戰。溫度變化會導致標準范圍內數十 ppm 的頻率漂移，并在極端溫度下進一步惡化。

簡單的系統級解決方案（例如冷卻風扇）對于許多應用來說并不實用，但可以在振蕩器集成電路 (IC) 本身中設計精確控制，以感測和補償環境溫度變化。

開發人員必須了解晶振振蕩器的穩定性額定值（通常表征為 25 攝氏度）并不代表元件在整個溫度范圍內的精度。好消息是有多種溫度補償振蕩器可用。

TCXO - 溫度補償晶體振蕩器有一個內部溫度傳感器，IC 電路使用它來調整晶體的頻率。

VCXO - 壓控晶體振蕩器頻率可以通過外部施加的電壓進行調整。VCXO 在頻率調制 (FM) 和鎖相環 (PLL) 系統中具有廣泛的應用。變容二極管本質上是一個可變電壓電容器，可以對頻率進行電壓控制。

OCXO - 烤箱控制晶體振蕩器對溫度變化最具彈性。晶體安裝在帶有專門電路的外殼中，該電路旨在加熱晶體周圍的區域以保持恒定溫度并消除進一步漂移補償的需要。OCXO在正常工作條件下提供最低的漂移。

振蕩器頻率與負載

容性負載影響頻率。晶體振蕩器必須與變化的負載相匹配，這說明了可用的晶體組件種類繁多。

還必須考慮最大驅動功率以防止過度驅動。 如果石英晶體經常暴露在超過預期最大功率的過載條件下，它會迅速老化。

甚至電路板上的放置也會影響容性負載，無論是重新定位晶體本身還是其他組件的重新布線。所有這些都是機械共振的潛在來源，必須在振蕩器電路設計過程中加以考慮和測試。

振蕩器頻率與電源

電源負載的改變會導致振蕩器電路的有效電阻發生變化，從而導致頻率漂移。一種解決方案是使用穩壓電源，確保輸出電壓始終保持在電源的額定值，而不管設備消耗的電流如何。