压控晶体振荡器应用程序如下

压控晶体振荡器,VCXO可用于许多RF电路,其中需要晶体振荡器或xtal振荡器的稳定性,但能够拉动或调节它们少量.

使用VCXO可实现高水平的稳定性并实现低水平的相位噪声.通常VCXO用于可能需要对信号进行小的可编程调整的情况,例如作为电子系统内的参考信号.这里VCXO可以使用从数字信号得到的电压来编程.

VCXO电路

VCXO的基本电路包括一个标准晶体振荡器,但有一个电子装置可以稍微调谐或“拉”频率.这几乎总是使用变容二极管或变容二极管来实现.在大多数VCXO中,一对背对背二极管放置在晶体上.反向偏压施加到二极管的阳极,然后二极管充当晶体上的可变电容器.在大多数情况下,使用Colpitts振荡器电路.

典型压控晶体振荡器VCXO的电路图

典型的VCXO电路

可以拉动晶体频率的量取决于多种因素,包括施加的电容水平,电路条件本身和晶体.然而,频率不能拉得太远,因为晶体的活性随着晶体上的电容水平的增加而降低.如果需要将VCXO拉大范围,则可以将电感器并入电路中.

VCXO应用程序

VCXO用于许多应用程序.以下是一些:

温度控制晶体振荡器:VCXO用于TCXO-温度控制晶体振荡器,其中温度补偿电压施加到VCXO的控制端子.以这种方式可以显着减少漂移.虽然VCXO的性能仍不如全烤箱控制晶体振荡器那么好,但它能够提供比单个无补偿晶体振荡器更好的性能水平,并且远低于全烤箱控制振荡器的成本..

窄带PLL:在另一种应用中,VCXO可用于窄带锁相环,其中只需要少量的频率变化.在这里,它们能够提供非常好的相位噪声水平.它们可用于此角色的信号重构.

VCXO表现

使用这种方法,VCXO频率变化约为35至50ppm/伏的数字相当容易实现,具有这些数字的VCXO非常常见.

当然,可以拉动VCXO的频率的事实降低了振荡器电路的整体性能.振荡器的相位噪声性能降低,因为谐振器的有效Q显着降低.此外,频率稳定性不是很好.

VCXO的主要问题之一是温度漂移.由于这在电压控制范围内变化,因此无法针对所有级别的控制电压进行优化,最终设计是折衷方案.在没有其他形式的温度补偿的情况下使用时,它们可能比其他形式的晶体振荡器漂移更多.

指定VCXO

许多VCXO都是作为这些项目的专业供应商的模块订购的.必须正确指定它们才能获得所需的产品.

指定VCXO时,通常需要以下参数:

频率:对于频率超过1.0MHz且低于此频率的频率,通常以MHz为单位.还需要将其指定为正确的小数位数,以使制造商能够确定所需的所需频率.有关正确的数字,请参阅制造商详细信息-通常为六位或七位有效数字.

频率稳定性:即使VCXO是可变的,仍然需要指定基本的频率稳定性.通常这是在室温,20°C和电压控制点设置为其中心值的情况下完成的.频率稳定性用于在工作温度范围内操作.该值以百万分率ppm表示.标准稳定性规格通常为±25ppm,±50ppm和±100ppm.

输出:许多应用程序都需要VCXO.一些可用于驱动不同形式的逻辑,而其他可能是模拟应用所需的.输出要求是整体规范的重要元素.

工作温度范围:大多数压控晶体振荡器具有工作温度范围.因此,有必要为VCXO指定范围.主要有三个范围:

0-70°C-通常称为商业温度范围.在办公室或实验室环境中操作通常是令人满意的.

-10-+70°C-温度范围可能波动较大的工业范围.

-40-+85°C-接近军事范围(通常为-40至+125°C),需要更大的温度范围.例如,可以在外部使用的设备.

应该记住,设备中的温度通常会升高,这意味着组件的运行温度远高于环境外部温度.在确定可能需要的温度范围时必须考虑到这一点.

可推动性:可牵引性是VCXO在控制电压的给定变化下可以被拉动的频率范围.对于给定电压,它以百万分率ppm表示.正如预期的那样,大的可牵引性数字可以提供更大的调谐范围,但VCXO将提供更小的可牵引性,从而提供更高的稳定性和更低的相位噪声.

电源电压:必须指定电源电压,以确保其在预期的设备内运行.理想情况下,它应该能够在预期的供应容差之外运行,这样任何轻微的不匹配都不会引起问题.

封装:由于压控晶体振荡器有多种形式,因此需要指定封装,从通孔安装到表面贴装可提供各种选项.此外,诸如带和卷轴之类的选项通常可用于使用自动化制造机械的大规模制造.

VCXO通常用于RF电路中.压控晶体振荡器可作为许多晶体振荡器和晶体振荡器制造商的小型模块购买,通常可提供多种范围.大多数供应商也可以制造定制设计.此外,VCXO通常成本低并且提供极好的性能.