Каковы основные характеристики кварцевых генераторов?

Основной показатель характеристики кварцевого генератора
Основной показатель характеристики кварцевого генератора

✦ Выходные характеристики.
✦ Характеристики источника питания.
✦ Функции включения.
✦ FM характеристики.
✦ Свойства старения.
✦ Температурные характеристики.
✦ Нагрузочные характеристики.
✦ Спектральные характеристики.
✦ Фазовый шум.
✦ Форм-фактор.

Характеристики входной мощности

Напряжение источника питания: номинальное напряжение, необходимое для нормальной работы. Обычно это напряжение постоянного тока. Обычно выражается как Vcc. Единица измерения: В (вольт).

Начальный ток: применим только к току, обеспечиваемому источником питания при первом включении OCXO. Это также рабочий ток OCXO. Обычно используемое представление Ion. Единица измерения: А (ампер).

Стационарный ток: после стабилизации работы требуется устойчивый и стабильный ток, обеспечиваемый источником питания. Обычно выражается Iss. Единица измерения: А (ампер).

Характеристики напряжения: когда напряжение источника питания изменяется в заданном диапазоне, отношение изменения выходной частоты к частоте при номинальном состоянии напряжения источника питания. Характеристики напряжения также называют скоростью колебания напряжения или скоростью колебания напряжения источника питания.

Выходные характеристики

Номинальная частота: желаемое значение (Fn) выходной частоты изделия. Обычно используется единица измерения в МГц.

Точность частоты: относится к разнице между измеренной частотой (F) и номинальной выходной частотой (Fn) при нормальных рабочих условиях при комнатной температуре. Возьмите относительные значения. То есть: разница между фактическим измеренным значением и номинальным значением, деленная на частное номинальной частоты. (Ф-Фн)/Фн. Для измерения используйте «ppm» или «ppb».

Нормативы по точности частоты OCXO обычно делятся на два показателя: «заводская точность» и «точность, которую можно поддерживать в течение определенного периода времени».

Форма выходного сигнала: обычно делится на прямоугольный сигнал (TTL/CMOS/LVPECL/LVDS/HCSL и т. д.), синусоидальный сигнал и ограниченный синусоидальный сигнал.

Прямоугольная волна определяет высокий и низкий уровни, размах формы сигнала, рабочий цикл, время нарастания/спада; синусоидальная волна определяет размах (или эффективное значение) при указанной нагрузке, измеряемый в В или дБм.

Грузоподъемность: способность выхода нагружать нагрузку. Для выхода прямоугольных сигналов TTL обычная нагрузочная способность составляет 5 или 10TTL; для выхода прямоугольных сигналов КМОП обычно 15PF (TYP), 30PF и 50PF; для типов дифференциальных выходов существуют соответствующие резисторные сети, образующие эффективное сопротивление 50 Ом или 100 Ом и т. д. импеданс.

Функции включения (только OCXO)

Характеристики пускового тока:

  Пусковой ток OCXO является переменной, зависящей от времени и температуры окружающей среды. При нормальной температуре ток при первом включении является начальным током Ion. Через определенный промежуток времени он снижается до стабильного состояния, а стабильный ток после снижения представляет собой стабильный ток Iss. Характеристики включения отражают изменение состояния тока с течением времени.

Частотные характеристики включения:

  Частота OCXO при включении далека от номинальной частоты.По мере увеличения времени включения она постепенно приближается к номинальной частоте.Частотные характеристики включения описывают этот процесс изменения. Общее требование состоит в том, чтобы обеспечить определенную разницу частот в течение определенного времени. Есть 2 способа описания:

(1) Возьмите частоту в определенное время после включения питания (например, через 5 минут) и сравните ее с частотой в другое заданное время (например, через 1 час). Возьмите его относительное значение. Используйте «ppb» для измерения.

(2) Измерьте частоту через определенное время после включения питания (например, через 5 минут) и сравните ее с номинальной частотой. Возьмите его относительное значение.

Температурные характеристики

Диапазон рабочих температур : относится к диапазону температур, который должен обеспечивать требования к изменению частоты. Например, -40~85℃, -20~70℃ и т. д.

Диапазон рабочих температур: диапазон температур, в котором изделие может работать, но требования к индексу изменения частоты не гарантируются.

Диапазон температур хранения: разрешенный диапазон хранения продукта. Продукт может продолжать нормально функционировать после длительного хранения в этом температурном диапазоне.

Отклонение частоты от температуры : это требование диапазона изменения частоты после изменения температуры. Обычно частота при 25°C используется в качестве эталона для изучения изменения частоты в температурном диапазоне и получения относительного значения. Для измерения используйте «ppb» или «ppm».

Тип выходного сигнала кварцевого генератора

ТТЛ прямоугольный сигнал КМОП прямоугольный сигнал синусоидальный (квазисинусоидальный) 
дифференциальный выход
PECL (LVPECL) LVDS HCSL

Характеристики старения

Ежедневное старение: Скорость изменения частоты в течение дня. Обычно для описания используется среднее значение 7 дней. Для измерения используйте «части на миллиард/день».

Ежемесячное старение: величина изменения частоты в течение месяца. Обычно для его описания используется среднее значение за один месяц. Для измерения используйте «ppb/месяц».

Старение: величина изменения частоты в течение года. Для измерения используйте «ppb/год». (Обычно считается, что оно в 100 раз превышает ежедневное старение, но оно связано с начальным временем старения).

Долгосрочный прогноз старения: условия старения через несколько лет или десятилетий. Обычно математическая формула кривой старения подбирается на основе экспоненциального закона характеристик старения, а затем дифференциальным методом рассчитывается индекс старения в определенный момент в будущем или индекс старения в течение определенного периода. Старение обычно рассчитывается с использованием этого метода.

SPXO/VCXO/TCXO обычно измеряются по возрасту.

Характеристики регулирования напряжения

Для генераторов с контролем напряжения необходимо определить управляющее напряжение и тяговую способность.

Управляющее напряжение: для VCXO, VCTCXO и OCXO с контролем напряжения специально определен входной контакт управляющего напряжения. VCXO и VCTCXO обычно используют контакт 1# в качестве входного контакта управляющего напряжения. Центральное значение управляющего напряжения обычно составляет 50% напряжения источника питания Vdd, а диапазон изменения обычно составляет 0 ~ Vdd или (0 + 10% Vdd). ~(Вдд-10%Вдд).

Тяговая мощность: Тяговая мощность делится на относительную тяговую мощность и абсолютную тяговую мощность (APR).Первая относится к отклонению между частотой, когда управляющее напряжение доведено до предела, и частотой центрального управляющего напряжения. Последнее представляет собой остаточное значение после вычитания общей разности частот из вышеуказанного отклонения.

Пример: определенное напряжение VCXO составляет 3,3 В, общая разница частот составляет ± 50 импульсов в минуту, управляющее напряжение составляет 1,65 ± 1,35 В, разница частот между управляющим напряжением при 0,3 В, 3,0 В и частотой при 1,65 В составляет -115 импульсов в минуту. +120 PPM соответственно, тогда его относительная тяговая способность составляет ± 115 PPM, а его абсолютная тяговая способность (APR) составляет ± (115-50) = ± 65 PPM.

Линейность: в идеальных условиях, когда управляющее напряжение регулируется от низкого к высокому, изменение частоты также увеличивается линейно. Однако в действительности она часто не является абсолютно линейной, а кривая модуляции имеет определенную степень кривизны. Коэффициент отклонения между фактической кривой модуляции и идеальной прямой модуляции называется линейностью. Обычно максимум определяется как ±10%, а при высоких требованиях определяется ±5%.

Фазовый шум и джиттер

Фазовый шум, измеренный в частотной области, является истинным показателем кратковременной стабильности.Диапазон измерения обычно составляет от 1 Гц до 10 МГц от центральной частоты. Частота, полученная с использованием чипов основной частоты и обертонов, обычно имеет очень низкий фазовый шум. После использования ФАПЧ фазовый шум станет хуже. Однако текущие технологические разработки уже могут приблизить его к уровню основной частоты и режима обертона.

Джиттер связан с фазовым шумом и измеряется во временной области. Обычно выражается с использованием эффективного значения (RMS) и размаха пика (размах пика), единицы измерения — pS или fS. В таких областях, как сети связи, беспроводная передача данных, ATM, SONET и т. д., требования к джиттеру и фазовому шуму часто очень высоки.