提高石英晶體振蕩器相位噪聲性能的方法
發布者:成都同相科技有限公司  作者:  發布時間:2021-02-18  瀏覽量:522次

  石英振蕩器確實提供了我們所有人每天都依賴的電子設備的心跳。石英的有用之處在于,如果施加電壓,石英將開始振動。不利的一面是,如果施加振動,石英會產生電壓。該電壓顯示為相位噪聲,并且是真正的阻力。

  相位噪聲或頻率變化的大小與施加的力或加速度成正比。力越大,頻率不穩定性越大,噪聲越大。

  由于晶體的加速度敏感性而引起的頻率不穩定性會影響振蕩器性能的許多方面,例如:

  ●短期穩定性

  ●相位噪聲性能

  ●相位抖動

  這種振動引起的相位噪聲會影響數字通信系統和RF系統的性能。該錯誤將表現為誤碼率的增加。

提高石英晶體振蕩器相位噪聲性能的方法

  所有石英晶體都表現出一定程度的固有振動敏感性。所以問題仍然存在。該怎么辦?要使加速度敏感性對客戶系統的影響最小化,有許多可解決的方法。

  1.正確選擇諧振器

  晶體的切割會對整個系統的性能產生很大的影響。AT切割晶體廣泛用于許多類型的參考時鐘。研究表明,AT切割晶體的性能幾乎與SC切割晶體相同。但是,SC切割晶體的總體伽馬矢量仍遠優于AT切割晶體。

  晶體安裝結構對于晶體在振動下的性能也起著重要作用。有多種采用不同安裝結構的晶體封裝,但是,根據經驗,發現采用四點安裝結構的不同腳位封裝在抗振性方面具有最高水平。

  通過將晶體固定在4個位置,我們可以極大地改變封裝的安裝諧振,從而降低振動對性能的整體影響。

  選擇合適的晶體后,我們可以通過篩選所有軸上的加速度敏感度來進一步為客戶保證性能。通過在安裝到振蕩器封裝中之前對晶體進行預篩選,可以降低客戶的成本,并在標準封裝中提供定制解決方案。

  2.篩分最佳的g靈敏度

  在共振器水平上進行振動篩分(篩分以獲得最佳的g靈敏度),通過已知大小的正弦或隨機力來執行篩選。然后,我們使用相位噪聲分析儀測量劣化。如果使用給定頻率的正弦波形,我們將測量由單音引起的雜散。根據這些數據,我們可以計算出諧振器的加速度靈敏度。

  如果將隨機頻譜應用于晶體,則可以基本上測量整個振動帶寬上的相位噪聲,并根據給定的公式計算出g靈敏度。

  3.被動隔離

  被動隔離(機械阻尼)會對參考時鐘的加速靈敏度產生深遠影響。如果輸入振動減小,則衰減也會減小。被動隔離確實有其缺點,因為根據您要隔離的內容,系統可能會變得相當大。

  諧振頻率也可能是一個大問題。典型的安裝座可以具有3.5到4的透射率,這意味著輸入到系統中的力會被放大。應注意不要超過系統的最大排量,否則會損壞隔離器。

  從理論上講,低于1 Hz的隔離結構是理想的,但實際上,由于需要阻尼機制和擺動空間,因此這些系統非常大。

  4.電子補償

  通過采用電子補償,我們可以最大程度地減小無源隔離系統的尺寸,同時仍能獲得無源安裝的好處。電子補償還將最小化隔離結構諧振頻率的影響。

  電子補償提供了卓越的結果,并且可以實現比標準晶體少兩個數量級的振動不靈敏性水平。通過典型補償方案可以覆蓋大約500Hz的振動,而隔離結構以大約120Hz開始衰減。

  如此寬的分頻范圍使我們能夠大大提高晶體的性能,并從根本上為客戶提供抗振動參考信號。

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