石英晶體振蕩器怎樣使用？

晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用到軍、民用通信電臺(tái)，微波通信設(shè)備，程控電話交換機(jī)，無(wú)線電綜合測(cè)試儀，BP機(jī)、移動(dòng)電話發(fā)射臺(tái)，高檔頻率計(jì)數(shù)器、GPS、衛(wèi)星通信、遙控移動(dòng)設(shè)備等。它有多種封裝，特點(diǎn)是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類型：電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)、恒溫晶體振蕩器(OCXO)，以及數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器(MCXO或DTCXO),每種類型都有自己的獨(dú)特性能。如果您需要使您的設(shè)備即開即用，您就必須選用VCXO或溫補(bǔ)晶振，如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上，則需選擇數(shù)字溫補(bǔ)晶振(MCXO)。模擬溫補(bǔ)晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm～0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下，如果需要信號(hào)穩(wěn)定度超過(guò)0.1ppm的，可選用OCXO。

石英晶體振蕩器類型及特點(diǎn)

1、普通晶體振蕩器(SPXO)可產(chǎn)生10 ^( - 5)~10 ^( - 4)量級(jí)的頻率精度。標(biāo)準(zhǔn)頻率為1-100MHZ，頻率穩(wěn)定度《100ppm。 SPXO不使用任何溫度和頻率補(bǔ)償措施，并且價(jià)格低廉。它通常用作微處理器的時(shí)鐘設(shè)備。封裝尺寸范圍為21x14x6mm至5x3.2x1.5mm。

2、壓控晶體振蕩器(VCXO)的精度約為10 ^( - 6)~10 ^( - 5)，頻率范圍為1~30MHz。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定性為+ 50ppm。通常用于鎖相環(huán)。包裝尺寸為14 x 10 x 3毫米。

3、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)使用溫度敏感器件來(lái)補(bǔ)償溫度和頻率。其頻率精度約為10 ^( - 7)~10 ^( - 6)，頻率范圍為1-60 MHz，頻率穩(wěn)定度在(+1)正負(fù)2.5 ppm范圍內(nèi)，封裝尺寸來(lái)自30 x30x15 mm至11.4x9.6x3.9 mm。它通常用于手持電話，移動(dòng)電話，雙向無(wú)線通信設(shè)備等。

4、恒溫控制晶體振蕩器(OCXO)將晶振和振蕩電路置于恒溫箱內(nèi)，以消除環(huán)境溫度變化對(duì)頻率的影響。 OCXO頻率精度為10 ^( - 10)到10 ^( - 8)幅度，對(duì)于某些特殊應(yīng)用甚至更高。頻率穩(wěn)定性是四種振蕩器中最高的。

晶振在電氣上可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。

晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

器件選型時(shí)一般都要留出一些余量，以保證產(chǎn)品的可靠性。選用較高檔的器件可以進(jìn)一步降低失效概率，帶來(lái)潛在的效益，這一點(diǎn)在比較產(chǎn)品價(jià)格的時(shí)候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理，這就需要權(quán)衡諸如穩(wěn)定度、工作溫度范圍、晶體老化效應(yīng)、相位噪聲、成本等多方面因素，這里的成本不僅僅包含器件的價(jià)格，而且包含產(chǎn)品全壽命的使用成本。