　　這些應(yīng)用筆記的目的是幫助客戶指定時(shí)鐘振蕩器。有關(guān)振蕩器類型的背景信息，以及一些常見(jiàn)的定義和有用的公式。振蕩器產(chǎn)品系列包括時(shí)鐘振蕩器，TCXO，VCXO，VCTCXO和VCO。
　　時(shí)鐘振蕩器：標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩器是最常用的振蕩器類型，幾乎應(yīng)用于電子行業(yè)的各個(gè)方面。時(shí)鐘振蕩器用于建立用于定時(shí)目的的參考頻率。典型的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)中事件的排序。
　　晶體控制時(shí)鐘振蕩器通常包括放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)，選擇放大器輸出的一部分并將其返回到放大器輸入。這種電路的簡(jiǎn)化框圖如下（圖1）所示。

圖1）晶體控制時(shí)鐘振蕩器的簡(jiǎn)化框圖
　　石英晶體振蕩器振蕩的基本標(biāo)準(zhǔn)是：1。開(kāi)環(huán)增益必須大于振蕩器環(huán)路周圍的損耗和2.振蕩器環(huán)路周圍的相移必須為0或360度。
　　振蕩器可用于生成不同類型的波形。振蕩器產(chǎn)生的最常見(jiàn)波形類型是正弦波和方波。
　　下面列出了用于指定時(shí)鐘振蕩器的主要參數(shù)。
　　邏輯TTL，HCMOS：通常，HCMOS振蕩器帶有驅(qū)動(dòng)TTL電路（反之亦然）。隨著IC制造商停止供應(yīng)許多常見(jiàn)的TTL IC，業(yè)界正逐漸遠(yuǎn)離TTL邏輯。大多數(shù)ECS時(shí)鐘振蕩器兼容HCMOS / TTL。
　　頻率穩(wěn)定性：最常見(jiàn)的穩(wěn)定性是25,50和100 PPM?？傮w穩(wěn)定性通常包括25°C時(shí)的精度，由于工作溫度，輸入電壓，老化，沖擊和振動(dòng)的變化而產(chǎn)生的影響。 ±100PPM穩(wěn)定性是最受歡迎的，因?yàn)樗阋赃\(yùn)行微處理器。電信行業(yè)一直在朝著更緊湊和更緊密的穩(wěn)定方向發(fā)展。在商業(yè)（0-70°C）應(yīng)用中不再提供超過(guò)±100PPM的穩(wěn)定性，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)過(guò)程控制至少可以實(shí)現(xiàn)這種穩(wěn)定性。要求50 PPM通常要貴一點(diǎn)。需要25 PPM的時(shí)鐘振蕩器會(huì)顯著影響價(jià)格。對(duì)于超過(guò)25 PPM穩(wěn)定性應(yīng)用，請(qǐng)咨詢工廠或考慮TCXO。
TCXO（溫度補(bǔ)償晶體振蕩器）
　　通常由緊公差石英晶體，溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，振蕩器電路和由輸出要求確定的各種緩沖和/或輸出級(jí)組成。當(dāng)電容器與晶體單元串聯(lián)插入時(shí)，晶體具有頻率變化的特性，如圖2所示（圖2）

圖2）晶體單元的負(fù)載電容特性
　　利用上述特性，可以通過(guò)在振蕩外觀中插入由熱敏電阻，電阻和電容組成的溫度補(bǔ)償電路來(lái)穩(wěn)定頻率，如圖3所示。溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)用于檢測(cè)環(huán)境溫度并以降低石英晶體的頻率與溫度效應(yīng)的方式“拉”晶體頻率。

圖3）溫度補(bǔ)償電路
　　當(dāng)總體穩(wěn)定性需求大于時(shí)鐘振蕩器時(shí)，通常需要TCXO。此外，TCXO溫補(bǔ)晶振的長(zhǎng)期老化效應(yīng)優(yōu)于大多數(shù)時(shí)鐘振蕩器。
　輸入電壓：大多數(shù)TCXO設(shè)計(jì)為在5VDC，3.3 VDC或兩者的組合下工作。
　射頻輸出：TCXO可以制造各種類型的輸出：正弦波，限幅正弦波，TTL，HCMOS和ECL。請(qǐng)務(wù)必指定所需的輸出類型，信號(hào)要求和振蕩器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載.TCXO還具有頻率調(diào)整功能，允許將振蕩器重新調(diào)整到其中心頻率以補(bǔ)償老化。可以通過(guò)以下方式提供該調(diào)整。
1）振蕩器內(nèi)的機(jī)械調(diào)整（內(nèi)部修整器）可通過(guò)機(jī)柜中的孔進(jìn)入。
2）通過(guò)外殼中的引線進(jìn)行電氣調(diào)節(jié)，用于遠(yuǎn)程定位電位器或電壓。使用這種技術(shù)的振蕩器稱為溫度補(bǔ)償電壓控制晶體振蕩器或TCVCXO。
3）機(jī)械和電氣調(diào)整的組合。
　　VCXO（壓控晶體振蕩器）是晶體控制的振蕩器，其中輸出頻率可通過(guò)改變振蕩器電路內(nèi)可變電容器（變?nèi)荻O管）上的外部控制電壓來(lái)調(diào)節(jié)。由控制電壓的變化引起的相關(guān)頻率變化稱為可牽引性。 VCXO廣泛用于電信，儀器儀表和其他需要穩(wěn)定但可電調(diào)諧的振蕩器的電子設(shè)備中。
變?nèi)荻O管是一種半導(dǎo)體器件，設(shè)計(jì)用于在向其施加電壓時(shí)充當(dāng)可變電容器。當(dāng)與晶體串聯(lián)使用時(shí)，如圖4所示，改變控制電壓會(huì)導(dǎo)致二極管電容發(fā)生變化。電容的這種變化導(dǎo)致總晶體負(fù)載電容改變并隨后引起晶體頻率的變化。

圖4）典型的VCXO電路
　　由于VCXO在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用日益增長(zhǎng)，相位抖動(dòng)（短期穩(wěn)定性）已成為一個(gè)重要的考慮因素。相位抖動(dòng)提供了確定何時(shí)發(fā)生相變的精確方法。
　定義：以下定義將幫助您了解振蕩器性能和術(shù)語(yǔ)。
　標(biāo)稱頻率：晶體振蕩器的中心或標(biāo)稱輸出。
　頻率容差：在室溫下以百萬(wàn)分率（PPM）表示的與標(biāo)稱頻率的偏差。（25°C±5°C）
　頻率范圍：可提供振蕩器類型或型號(hào)的頻段。
　頻率穩(wěn)定性：與溫度窗口25°C，即0°C至+ 70°C的測(cè)量頻率相比，最大允許頻率偏差。時(shí)鐘振蕩器的典型穩(wěn)定性為±0.01％（±100PPM）。
　工作溫度：輸出頻率和其他電氣，環(huán)境特性符合規(guī)范的溫度范圍。
　老化：一段時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變化。通常，時(shí)鐘振蕩器的老化在1年內(nèi)最大為±5PPM。
　存儲(chǔ)溫度：安裝設(shè)備的溫度范圍，不會(huì)損壞或改變?cè)O(shè)備的性能。
　電源電壓：可以安全地施加到VCC端子的最大電壓。
　輸入電壓（VIN）：可安全施加到振蕩器輸入端的最大電壓。
　輸出高電壓（VOH）：在適當(dāng)負(fù)載下振蕩器輸出端的最小電壓。
　輸出低電壓（VIH）：保證振蕩器輸入端觸發(fā)閾值的最大電壓。
　電源電流：流入Vcc端子的電流相對(duì)于地。通常，無(wú)負(fù)載地測(cè)量供電電流。
　占空比的對(duì)稱性：指定電平的輸出波形的對(duì)稱性（TTL為1.4 V，HCMOS為1/2 Vcc，ECL為1/2波形峰值電平）。
　上升時(shí)間（TR）：在指定電平測(cè)量的波形上升時(shí)間從低到高轉(zhuǎn)換（HCMOS為20％至80％，ECL為0.4V，TTL為0.4 V至2.4 V）。
　下降時(shí)間（TF）：在指定級(jí)別（HCMOS為80％至20％，ECL為2.4 V，TTL為0.4 V）測(cè)量的從高到低轉(zhuǎn)換的波形下降時(shí)間。
　負(fù)載/扇出：不同系列振蕩器可以驅(qū)動(dòng)的最大負(fù)載定義為輸出負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。每個(gè)振蕩器系列的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力（扇出）是根據(jù)振蕩器可以驅(qū)動(dòng)的門數(shù)來(lái)規(guī)定的。
　抖動(dòng)（短期穩(wěn)定性）：振蕩器輸出的相位或頻率調(diào)制。
　HCMOS / TTL兼容：振蕩器采用ACMOS邏輯設(shè)計(jì)，具有TTL和HCMOS負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)保持HCMOS的最小邏輯高電平。
　三態(tài)使能：當(dāng)輸入保持OPEN或連接到邏輯“1”時(shí)，發(fā)生正常振蕩。當(dāng)輸入接地時(shí)（連接到邏輯“0”，輸出為高阻抗?fàn)顟B(tài)。輸入有一個(gè)內(nèi)部上拉電阻，從而允許輸入保持開(kāi)路。
　輸出邏輯：振蕩器的輸出設(shè)計(jì)用于滿足各種指定邏輯，例如TTL，HCMOS，ECL，正弦波，限幅正弦（DC截止）。
　諧波失真：由與目標(biāo)信號(hào)頻率相關(guān)的不需要的諧波頻譜分量引起的非線性失真。每個(gè)諧波分量是電功率與期望信號(hào)輸出電功率之比，并且以dbc表示，即-20dBc。當(dāng)需要干凈且失真較小的信號(hào)時(shí)，諧波失真規(guī)范在正弦輸出中尤為重要。
　雙輸出和多輸出：能夠從單個(gè)振蕩器生成多個(gè)信號(hào)。信號(hào)可能是相關(guān)的（通常是單晶產(chǎn)生的信號(hào)的倍數(shù)或除數(shù)）。
　啟動(dòng)時(shí)間：振蕩器的啟動(dòng)時(shí)間定義為振蕩器達(dá)到其指定RF輸出幅度所需的時(shí)間。

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