数字功放晶振比较常见的为非一般晶振XO,清补晶振TCXO,恒温晶振OCXO,彼此之间直观地不一样,便是工作频率精度等级愈来愈高,XO为±20~50ppm、TCXO为±0.1~5ppm、OCXO为±10~好几百ppB;同期相比他们除开测量精度要求不一样外,有时候还需要考虑另外一个至关重要的主要参数,那便是相位噪声。下列便以100MHZ晶振为例子,剖析不一样环境下,他的相位噪声主要表现。

100MHz是作为一个常见的工作频率,从切型振动模式来说,常见的有如下3种晶体:AT切3次泛音、AT切5次泛音、SC切5次泛音。前一种一般用于制做清补晶振XO和TCXO,后2种用于制做恒温晶振OCXO。主要是因为:

1.AT切晶体在一般恒温的情形下,在宽环境温度内(-40~ 85)其工作频率气温变化要低于SC切得晶体,适用于清补晶振与普通晶振。

2.AT切晶体的频率牵引率比较大,适用于清补晶振。

3.优良定制的5次泛音的晶体比3次泛音的晶体Q值更高,相噪、衰老、稳定性都是会更强,更可以做恒温晶振。

为了能实验晶体的Q值与相位噪声相互关系,选了100M晶振的3种晶体开展实验。

3种晶体如下所示:

A.AT切3次泛音,Q值大约为50K。

B.AT切5次泛音,Q值大约为90K。

C.SC切5次泛音,Q值大约为130K。

电源的结构特点同样,但有一些转变。

晶体A并没有加恒温电源电路,电源供电为5V,主振级应用4V的稳压管工作电压。

晶体B恒温到70度周边,电源供电为5V,主振级应用4V的稳压管工作电压。

晶体C恒温到90度周边,电源供电为12V,主振级应用8V的稳压管工作电压。

导出力度都是在9dBm上下。

检测相噪结论如下所示:

一. 首先看远侧10KHz之外的相噪:

1.   晶体C**是,这也许是因为用了相对较高的电源电流,因而导出频率稳定度不错。

2.   晶体A与B对比,A的远侧相噪不错,这也许都是基于下列2点:

2.1. 晶体A的电源电路并没有恒温,热噪声比较低。

2.2. 晶体A是三次泛音晶体,尽管Q值太低,但串联谐振特性阻抗RS也比较低,因而主振级导出幅度大,频率稳定度提升。

二. 再来看看近侧10HZ处相噪:

几类晶体并没有太大的差别,恒温与非恒温也没有区别。

一般上基础理论觉得,晶振的相位噪声,近侧在于晶体,远侧在于电源电路。近侧相位噪声正比于晶体Q系数的4三次方。可是在大家的实验中无法得到反映,很有可能原因在于:

1.近侧依然是电源的噪音在起主要功能,高Q值晶体效果无法得到充分发挥。

2.晶体的有载Q值大满载Q值降低许多,以致于各种各样晶体的有载Q值区别不大,因此相噪相差不多。

总的来说,在低噪音晶振的设计里,电源电路是很重要的阶段,谐振电路应当使得晶体的有载Q值不至于降低许多,而且电源电路附带的噪音要够小。一般性的设计里,无须一味追求晶体高的Q值(对衰老率有要求以外),用低成本晶体再加上设计方案较好的电源电路也会得到很不错的相位噪声水准。