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射頻工程師很希望獲得理想的晶體振蕩器電路。即石英有源晶振在設備的整個壽命中以指定的頻率傳輸而沒有任何頻率偏差。不幸的是，理想的電路世界是一個數(shù)學幻想。
有許多因素會導致石英有源晶振的穩(wěn)定性和頻率漂移問題。為了盡可能避免這些問題，對精確的頻率穩(wěn)定性有深刻的了解。今天，我們將通過不同類型的有源晶振穩(wěn)定性常見問題，如頻率與溫度穩(wěn)定性、頻率與負載穩(wěn)定性、頻率與貨源穩(wěn)定這個三方面來了解它們更多的信息。
一、有源晶振頻率與溫度的關系
溫度在這里是我們列表的首位，因為它是導致頻率漂移的最重要原因。相對于十億分之一而言，濕度和壓力的影響更大，但是通過在真空中或在惰性氣體(例如氮氣)中密封包裝晶體，可以輕松克服這些環(huán)境影響。
溫度提出了更困難的挑戰(zhàn)。溫度變化會導致頻率漂移在標準范圍內達到數(shù)十ppm，并且在極端溫度下會進一步惡化。
諸如冷卻風扇之類的簡單系統(tǒng)級解決方案不適用于許多應用，但是可以在有源晶振集成電路(IC)本身中設計精確的控制，以檢測和補償環(huán)境溫度的變化。
對于開發(fā)人員而言，重要的是要理解，有源晶振的穩(wěn)定性額定值(通常以25攝氏度為特征)并不代表該器件在整個溫度范圍內的精度。好消息是，有各種溫度補償有源晶振可用。
TCXO-溫度補償有源晶振具有內部溫度傳感器，IC電路可使用該溫度傳感器來調節(jié)晶體頻率。
VCXO-壓控有源晶振的頻率可以通過外部施加的電壓來調節(jié)。VCXO在頻率調制(FM)和鎖相環(huán)(PLL)系統(tǒng)中具有廣泛的應用。 基本上是可變電壓電容器的變容二極管能夠實現(xiàn)頻率的電壓控制。
OCXO-烤箱控制有源晶振對溫度變化最有彈性。晶體被容納在具有專用電路的外殼中，該電路被設計為加熱晶體周圍的區(qū)域，從而保持恒定的溫度，并且無需進一步的漂移補償。OCXO在正常工作條件下提供最低的漂移。
二、有源晶振頻率與負載的關系
容性負載會影響頻率。有源晶振必須與變化的負載相匹配，這是多種可用晶體組件的原因。
還必須考慮最大驅動功率，以防止過度駕駛。 如果石英晶體不斷暴露于超出預期最大功率的超速驅動條件下，它會迅速老化。
甚至將其放置在板上也會影響電容性負載，無論是重新放置晶體本身還是重新布線其他組件。所有這些都是潛在的機械共振源，必須在有源晶振電路設計過程中加以考慮和測試。
三、有源晶振頻率與電源的關系
電源負載的變化可能導致有源晶振電路的有效電阻發(fā)生變化，從而導致頻率漂移。一種解決方案是使用穩(wěn)壓電源，以確保無論設備消耗多少電流，輸出電壓都將始終保持在電源的額定值。
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