在現(xiàn)代通信與射頻應(yīng)用中，對(duì)于頻率控制的需求越來(lái)越高，特別是在要求低相位噪聲和寬工作溫度范圍的場(chǎng)合。VCXO產(chǎn)品不僅滿(mǎn)足了這些嚴(yán)格的要求，還提供了出色的頻率穩(wěn)定性和壓控范圍。

 

VCXO壓控晶振主要由石英晶體諧振器、變?nèi)荻O管和振蕩電路組成，其工作原理是通過(guò)控制電壓來(lái)改變變?nèi)荻O管的電容，從而“牽引”石英諧振器的頻率，以達(dá)到頻率調(diào)制的目的。

 

VCXO壓控振蕩器典型應(yīng)用圖

 

 

VCXO壓控振蕩器選型要素如下

 

1.標(biāo)稱(chēng)頻率,振蕩器最重要的參數(shù)之一。頻率表示的是單位時(shí)間內(nèi)振蕩的次數(shù)。

 

2.頻率穩(wěn)定度,頻率穩(wěn)定性包括常溫頻差、溫度頻差與電壓變化的頻率偏差、第一年老化的頻率變化量的總和(Vc=1.65V±0.1V)。這一特性是衡量晶振在溫度變化時(shí)頻率變化程度的指標(biāo)。較低的頻率溫度穩(wěn)定度意味著晶振在不同溫度條件下更為穩(wěn)定，對(duì)于一些對(duì)頻率精確性要求較高的應(yīng)用，如通信、導(dǎo)航、精密測(cè)量等。

 

3.相位噪聲,一切振蕩器都有一些振幅調(diào)制噪聲和相位調(diào)制噪聲。VCXO的相位噪聲要受振蕩器電路結(jié)構(gòu)和石英晶體的影響。VCXO電源的瞬態(tài)過(guò)程或波紋產(chǎn)生的調(diào)制還會(huì)使它的相位噪聲性能惡化。相位噪聲的均方根值是由相位噪聲頻譜在給定帶寬內(nèi)求積分而推算出來(lái)的。相位噪聲是根據(jù)頻率相對(duì)于中心頻率的偏移量來(lái)界定的，用單位dBc/Hz 表示。鎖相環(huán)電路使用的大多數(shù)VCXO器件必須具有良好的相位噪聲特性。如果應(yīng)用上對(duì)相應(yīng)噪聲有嚴(yán)格要求，選用VCXO時(shí)就一定要規(guī)定相位噪聲允許的范圍。

 

4.頻率牽引范圍,通過(guò)施加外部控制電壓(1.65±1.35V)使振蕩頻率可變的頻率偏差范圍，表示變化頻率（增大或縮小）與中心頻率的比值，范圍一般為±50ppm~±200ppm。

 

 

5.線(xiàn)性度,可調(diào)頻率偏差和總偏差之間的比率。控制電壓變化時(shí)頻率變化的線(xiàn)性程度，好的線(xiàn)性度意味著頻率變化可以更加精確和可預(yù)測(cè)。

 

6.年老化率,在所有其它條件都恒定不變的情況下，振蕩器的頻率仍會(huì)隨著時(shí)間推移而發(fā)生的漂移，這種長(zhǎng)期漂移是由晶體元件和振蕩電路的其它元器件緩慢變化造成的，即晶振隨時(shí)間變化而引起的頻率變化量。可用日老化(ppb/天)和年老化(ppm/年)表示。

 

7.輸出波形,振蕩器在電路中的輸出波形。常見(jiàn)的輸出波形模式有方波CMOS、差分信號(hào)輸出LVPECL、LVDS、HCSL、CML等。根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目需要采用不同的輸出。不同輸出方式有各自波形特性和用途，應(yīng)關(guān)注三態(tài)或互補(bǔ)輸出的要求。

 

8.工作電壓,時(shí)鐘振蕩器能夠正常工作的電壓范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，晶振能夠提供穩(wěn)定的振蕩信號(hào)。超出這個(gè)范圍，振蕩器的頻率穩(wěn)定度會(huì)受到電源電壓變動(dòng)和負(fù)載變動(dòng)的影響，甚至可能無(wú)法正常工作，常見(jiàn)的有1.8V/2.5V/3V/3.3V等，其中3.3V應(yīng)用最廣泛。

 

9.工作電流,振蕩器在指定工作電壓下穩(wěn)定工作時(shí)消耗的電流。對(duì)功耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用中，電流消耗是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。

 

10.工作溫度范圍,振蕩器能正常工作的溫度范圍。通常在-40℃~+85℃，-40℃~+105℃，-40℃~+125℃。

 

如何正確選型壓控晶振

 

首先，要弄清楚具體應(yīng)用場(chǎng)合是需要壓控晶振，還是一般的振蕩器。當(dāng)設(shè)計(jì)人員希望通過(guò)外加控制電壓來(lái)對(duì)振蕩器的頻率范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，就應(yīng)選用VCXO壓控晶振。

其次，VCXO壓控晶振的技術(shù)規(guī)范中列有多項(xiàng)性能參數(shù)，這些參數(shù)往往是相互關(guān)聯(lián)的。我們不能一味追求某些參數(shù)的高指標(biāo)而忽視由此引起的其它參數(shù)的劣化。

例如，VCXO壓控晶振允許的頻率控制范圍就是有限制的。一般來(lái)說(shuō)，如果要求VCXO壓控晶振有較大的牽引度（標(biāo)準(zhǔn)值為±50×10－6～±200×10－6），則它在工作溫度范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度就較差。反之，如果對(duì)頻率穩(wěn)定度要求高，就很難得到較大的牽引度（>±200×10－6）。

 

恒晶科技是從事時(shí)頻產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)到銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)高科技企業(yè)。推出的NV0914B系列可滿(mǎn)足通信與射頻應(yīng)用中的高性能要求，原因如下：

 

低相位噪聲：NV0914B采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和高品質(zhì)的材料，可以實(shí)現(xiàn)出色的低相位噪聲性能。在1 kHz偏移處，相噪可以達(dá)到-140dBc/Hz，確保信號(hào)的清晰度和穩(wěn)定性，特別適用于高要求的射頻和通信系統(tǒng)。如下圖所示曲線(xiàn)很平滑，毛刺少，說(shuō)明頻率很穩(wěn)定，受外界干擾很小。

 

 

廣泛的工作溫度范圍：VCXO在溫度變化劇烈的環(huán)境下依然能夠保持高度穩(wěn)定的性能至關(guān)重要。NV0914B能夠在-40°C至85°C的廣泛溫度范圍內(nèi)工作，無(wú)論是極端寒冷還是高溫環(huán)境，都能保持穩(wěn)定的頻率輸出。

優(yōu)異的壓控范圍：NV0914B能夠提供高達(dá)30ppm的壓控范圍，允許用戶(hù)根據(jù)具體應(yīng)用的要求進(jìn)行精確調(diào)節(jié)和控制。這種靈活性使其在需要?jiǎng)討B(tài)頻率調(diào)整或頻率鎖定的應(yīng)用中表現(xiàn)卓越。

國(guó)際對(duì)標(biāo)：國(guó)內(nèi)客戶(hù)想要指標(biāo)與美國(guó)Crystek CVHD950一致，NV0914B系列將是一個(gè)性?xún)r(jià)比很好的選擇。

 

型號(hào)	頻率	頻率牽引范圍	相位噪聲	工作溫度
NV0914BH3I155D30N122.88	122.88MHz	±30ppm	-140dBc/Hz@1kHz	-40℃～+85℃
NV0914BH3I155E030N100	100MHz	±30ppm	-140dBc/Hz@1kHz	-40℃～+85℃