石英晶体振荡器介绍

频率范围很宽,频率稳定度在10-4 ~ 10-12范围内,校准后一年内可保持10-9的精度。优质的石英晶体振荡器,在频繁校准时,频率精度可达10-11。高性能模拟和混合信号IC制造商Silicon Laboratories最近推出了业界首款支持可编程输出频率的振荡器(XO)和压控振荡器(VCXO)。Si570/1系列采用专利DSPLL技术和工业标准I2C接口。通过操作I2C接口,器件可以产生10MHz至1.4GHz的任何输出频率,同时将均方根抖动幅度降至约0.3 PS。si 570任意频率XO和Si571任意频率VCXO最适合需要弹性频率源的高性能应用,包括下一代网络设备、无线基站、测试和测量设备、高清电视和视频基础设施以及高速数据采集设备!

过去,硬件设计人员必须使用多个固定频率XO、VCXO或压控SAW振荡器(VCSO)来开发复杂系统的变频架构,并使其工作在不同的频率。但是这种方法成本很高,需要复杂的模拟锁相环(PLL)设计和布局,也会延长新开发产品的上市时间。

Si570/1可编程XO和VCXO的弹性振荡器可以产生10MHz到1.4GHz的任意频率,这样一个器件可以代替多个定频振荡器,不仅简化了锁相环的设计和布局,而且大大减少了元件数量、系统成本和电路板面积。此外,由于Si570/1省去了许多可能成为故障点的固定频率振荡器,系统将变得更加可靠。

Si570/1可以通过工业标准I2C接口设置工作频率,这使得器件的编程和重新配置更加容易。Si570/1还可以无限次重新编程,允许系统设计人员针对不同的最终应用重复使用同一组时钟频率架构,从而简化设计并加快上市时间。Si570/1采用工业标准和RoHS兼容的5× 7mm表贴封装,支持所有常见的输出信号格式(LVPECL、LVDS、CMOS和CML)。该系列包括三种不同速度级别的器件,分别是10MHz-1.4GHz、10-810MHz和10-215MHz。任意频率的Si570应时振荡器有两种不同的温度稳定性规格可供选择,即20 ppm和50ppm。Si571任意频率的压控应时振荡器包括从12 ppm到375ppm的不同绝对Pull范围的器件,以便设计人员可以灵活选择最适合其应用的器件。Si570/1的工作温度范围为-40至+85℃。

标称频率:振荡器输出频率的中心频率或标称值。

可选频率范围:我们可以提供的特定规格的振荡器可实现的频率输出。

频率温度稳定性:在指定的温度范围内,当振荡器的输出频率相对于25°C时,测量值的最大允许频率偏差。

老化:一定时间内输出频率的相对变化。

输出:振荡器输出的波形和功率。

占空比:反映输出波形的对称性,即一个周期内高电平与低电平的比值。

上升时间:方波从低电平变为高电平的时间。

下降时间:方波从高电平变为低电平的时间。

谐波:在相对于输出频率的谐振点抑制振荡器。非谐波:在相对于输出频率的非谐振点抑制振荡器。

短期频率稳定度:振荡器输出频率在短时间内的稳定度,通常为1秒。

相位噪声:用于描述振荡器的短期频率波动。通常定义为频率偏移为1Hz的单边带功率密度,单位为dBc/Hz。

电源电压:施加在振荡器电源端(Vcc)使振荡器正常工作的电压。

电源电流:流经振荡器电源端子(Vcc)的总电流。

工作温度范围:能保证振荡器的输出频率和其它特性满足指标要求的温度范围。

石英晶体振荡器的特性

z在振荡频率下,闭环的相移为2nπ。

z当电源启动时,电路中唯一的信号就是噪声。满足振荡相位条件的频率噪声分量增加。

大幅度在环路中传输,递增率由附加分量组成,即小信号、环路增益和晶体网络。

决策的带宽。

z幅度继续增加,直到放大器增益由于有源器件的非线性(自限流)或某些原因而降低

自动水平控制。

z在稳态时,闭环增益为1。根据引出电极的情况,石英谐振器可分为双电极型、三电极型和双对电极型。图1示出了双电极石英谐振器的形状。虽然它们的体积有大有小,固有振荡频率有高有低,但在电路图中都用符号+0 (b)表示。三电极石英谐振器和双电极石英谐振器的符号如图所示。2。

如彩电的彩色副载波振荡器、电子钟的时基振荡器、游戏机中的时钟脉冲振荡器,应时晶体成本较高,所以一般在要求不高的电路中使用陶瓷谐振元件。