KVG石英振荡器T-53S3A2070JXH-LF-26.000MHz数据手册

石英振荡器是一种产生高频交流电压的电路。作为频率决定元件，振荡器包含一个振动石英。石英振荡器以其频率精度和频率稳定性令人信服。在实践中，电路被广泛用作无线电设备、处理器和微控制器的时钟。因此，石英晶体和石英晶体振荡器被认为是数据传输和电信中频率控制的最重要组成部分也就不足为奇了。其主要优点包括高谐振性能、各种振荡器和高频率稳定性。

例如：测量设备、卫星导航设备或电信设备等专业应用对嵌入式振荡器有很高的要求，例如频率稳定性好、相位噪声低、使用寿命长。为了实现这一目标，所使用的石英晶振也必须具有改进的老化特性,以获得相应的整体性能。石英振荡器通常可分为以下几类：固定频率振荡器(XO)、电压控制振荡器(VCXO)、温补晶体振荡器(TCXO)或温度控制的恒温晶体振荡器(OCXO)。

石英振荡器(XO)

石英振荡器的最简单形式是X-tal振荡器(XO)。一般来说，它由一个电动模板组成,充当倒置放大器。在反馈网络中,振动方块作为频率确定元件集成。当循环增益大于1时，振荡器从噪声中开始振荡到频率,在此频率中,整个循环的相位移取2π的倍数。

通过插入与振动方块成串的负载电容,可以改变谐振条件,从而在小范围内改变谐振频率。它可以平衡石英频率的制造偏差,并将振荡器与所需的额定频率相匹配。振动石英不仅可以在其基本振动模式下运行,而且可以在更高的上声模式下运行。在物理学上,这里只有奇数顶音(3, 5, 7, 等等)。(注意：石英振荡器的顶音命名是历史性的,与经典的振动顶音计数不一致。石英振荡器在3。Oberton实际上在第三谐波中振动,这在物理上对应于第二谐波),振动夸克和所有电子元件都会根据环境温度或多或少地改变其电气特性。简单的 XOs 直接暴露在环境温度下,因此输出频率在 -40 °C – +85 °C 温度范围内具有高达 100 ppm 的明显温度依赖性。

电压控制的石英振荡器(VCXO)

负载容量用于无控制的石英振荡器(XO),以便在生产过程中将振荡器与固定容量相匹配以达到额定频率。然而,由于老化效应,系统的固有频率会随着时间的推移而改变。为了能够稍后改变振荡器的频率,可以将所谓的容量二极管与振动夸克串联起来,而不是固定容量。该二极管具有可变的电容,这取决于施加在其上的电压,即所谓的拉伸电压。压控晶振(VCXO,Voltage-controled X-tal oscillator)是压控晶体振荡器。通常,容量二极管的设计方式是,通过改变负载容量,可以抵消温度差和老化引起的所有频率偏差。

温度补偿石英振荡器(TCXO)

可以利用 VCXO 的拉伸能力来制造振荡器,通过内部补偿网络来抵消温度影响,从而显著降低温度通量。为此,电容二极管上的电压会发生变化,以便电容的变化可以抵消与温度相关的频率变化。

无补偿的温度通量可以用3度多项式近似地描述。由此产生补偿电压,该补偿电压由模拟补偿网或相应的集成电路生成,并且也由多项式描述。在现代IC中,多项式达到6级是常见的。对于一个好的TCXO温补晶振，补偿的温度通量只有几 ppm的偏差。温度补偿和电压控制的石英振荡器的组合也是可能的。这些组合以VC-TCXO振荡器的形式提供。

温度稳定的石英振荡器(OCXO)

使用温度稳定的石英振荡器(OCXO,Oven-controlled X-tal oscillator)可以实现最佳的频率精度。在这里,振动石英,以及电振荡器电路的主要部件,保持在恒定温度的加热控制。这消除了环境温度对频率稳定性的影响。振荡器的加热被设计成石英被加热到其上反转点的温度,并保持在该温度(通常约。80-100°C),在上反转点,石英的温度依赖性最小,因此温度的微小变化对频率的影响很小。OCXO有源晶振的稳定性在很大程度上取决于加热装置的质量,该装置必须对外部温度的变化迅速而无过度反应。

基本概念 

额定频率:振荡器设计的平均工作频率 

频率公差:制造后实际频率与标称频率的偏差 

频率稳定性:工作温度范围内的频率变化 

老化:在指定的时间间隔内频率的最大允许相对变化 

拉力:振荡器输入端允许的电压范围,可用于校正输出频率 

供电电压:振荡器可在规格范围内可靠操作的电压范围。 

预热时间:启动后振荡器出现与正常工作频率定义偏差的时间