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  • 稳定微波信号生成来源于泛音晶体,水晶振动子【2019-01-16】
    对于石英水晶振动子低温度频率或延迟时间的依赖性,使泛音压电石英晶体对未来移动无线电的应用具有吸引力,从而也允许开发具有较低插入损耗和优异温度的传感器,使其电子设备稳定性承受非常高的温度,基本石英晶体频率略高于一切的石英剪切模型的高成本,因此使用是AT剪切,在其振动模式上的共振方式是切断较高的谐波,这是一种具备弹性型范围石英晶振.
  • 低相位噪声低成本定时解决方案【2019-01-07】

    当前最先进的通信电路,例如:

    •μWave频率上变频器

    点对点μWave回程

    卫星调制解调器

    高端网络

    测试和测量设备

    都有一个共同点;极低的相位噪声频率参考.从历史上看,为了达到这种水平的相位噪声,振荡器制造商依靠SC-Cut晶振或第5或第7泛音AT-Cut晶体作为参考振荡器解决方案.

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    前者产生的OCXO体积庞大,功耗过大而且相当昂贵.后者实施起来很复杂,频率提供有限,并且抑制了系统自动校正老化和温度漂移的能力.

    解决成本,尺寸,功率,频率稳定性和长期老化校正的综合挑战;Abracon开发了ABLNO系列VCXO晶振,具有出色的相位噪声特性,采用9x14mm封装.

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    提供50.0MHz156.25MHz之间的十五个标准频率;这些器件为设计人员提供了全面的参考时序选择.此外,如果系统要求不能使用电压可控振荡器,ABLNO系列可提供固定时钟配置.

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    图(1)示出了50MHz载波处的典型相位噪声,而图(2)和(3)分别表示100MHz156.25MHz载波处的典型相位噪声.表(1)总结了在这些载波上配置为VCXO振荡器ABLNO系列的典型相位噪声性能,而表(2)表示绝对最差情况下的相位噪声特性.

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    表格1)

    典型的相位噪声性能

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    (2)

    最差情况保证相位噪声性能

    ABLNO系列采用经过特殊处理的第3Overtone,AT-Strip石英晶体设计,采用各种处理技术进行优化,可在温度范围内提供极高的无负载“Q”和频率稳定性.这些晶体和振荡器电路的组合设计具有同类最佳的相位噪声作为主要目标;在载波的12kHz20MHz的最佳带宽范围内产生了极低的均方根抖动.

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    3)

    ABLNO系列rms抖动

    为了确保出色的相位噪声性能,ABLNO系列不仅满足上述设计的性能参数,而且Abracon还对100%的产品进行了相位噪声和均方根抖动兼容性的室温测试.

    如前所述,Abracon已经制定了专有的Quartz-Blank处理技术,以显着降低这些器件的频率与温度误差.通常,相对于25ºC下的测量频率,ABLNO系列器件的误差小于±12ppm(最大值为±18ppm).-40ºC+85ºC的工作温度范围内可确保稳定性,如下图(4)所示.

    此外,这些器件在10年的产品寿命期间保证比±7ppm的老化更好.为了在此期间实现频率校正能力,VCXO配置中保证了±28ppm的最小频率牵引能力,见图(5).

  • TCXO温度补偿振荡器如何实现功能【2018-12-24】

    当需要标准XO(晶体振荡器)VCXO(压控晶体振荡器)无法达到的温度稳定性时,TCXO是必需的.

    温度稳定性是振荡器频率随温度变化的量度,并且以两种方式定义.一种常见的方法是使用“加/减”规格(例如:±0.28ppm对比工作温度范围,参考25°C-温度范围通常为-4085°C-2070°C).该规范告诉我们,如果我们将25°C的频率设为标称频率,则器件频率将偏离或低于该标称频率不超过0.28ppm.这与指定温度稳定性的第二种方式不同,即使用峰峰值或仅使用没有参考点的正/负值.在第二种情况下,我们不能说我们知道频率会高于或低于频率将会发生多大变化-只是我们知道总的范围是多少.通常,使用来自定义的参考点的正负值来指定设备.

    TCXO晶振对工程师非常有用,因为它们可以在比电路板上具有相同功耗和占用空间的标准VCXO更好的温度稳定性的10倍到40倍之间使用.TCXO弥合了标准XOVCXOOCXO之间的差距,这些差距更高,需要更多功率才能运行.推动技术的目标是降低功耗,当然还要降低成本,因此TCXO为功耗和成本敏感的应用提供了良好的中端解决方案.

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    Figure1.TheTemperatureStabilityrangesofvariousoscillatortypes

    1是不同振荡器类型的典型温度稳定性的示意图,范围从标准VCXO50ppm到高性能OCXO0.2ppb.轴反转使得曲线在增加温度稳定性的方向上增长.TCXO稳定性范围涵盖VCXOOCXO之间的中间位置(在某些情况下,重叠某些OCXO性能).

    TCXO晶振温度稳定性水平(5ppm50ppb)通常是必要的,因为振荡器将独立工作,无论是在没有外部频率参考的系统中的自由运行模式,还是作为固定频率参考TCXO在开环中工作的合成器,用于驱动DDS(直接数字合成),DDS而不是TCXO被“锁定”到外部参考.

    后一种情况(TCXO是开环,频率在DDS设置)正变得越来越普遍,因为设计人员发现使用DDS解决方案可以通过使用数模转换器控制TCXO来实现更好的频率分辨率.由于转向是在DDS而不是振荡器中完成的,因此设计人员需要能够对固定基准的频率如何随温度变化做出某些假设,以便他们可以相应地规划锁相环的设计.由于灵活性,它们允许TCXO用于许多频率控制应用,但一个重要领域是小型蜂窝基站(毫微微,微型和微微),通常它们被用作定时分配芯片的固定频率源

    TCXO温度补偿晶振如何运作

    在非常基本的术语中,TCXO通过采用温度补偿网络来操作,该网络感测环境温度并将晶体拉至其标称值.基本振荡器电路和输出级与VCXO中的预期相同.

    2是简化的TCXO功能框图.

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    2.TCXO功能块

    这个想法是补偿网络驱动牵引网络,然后调整振荡器的频率.

    3是发生了什么的概述-未补偿的晶振频率响应温度(红色)就像一个三阶多项式曲线(如果你采用振荡器非线性效果,更像是第五个),所以目标是补偿网络是为了抵消温度对晶体的影响而产生的电压是有效的关于晶体曲线温度轴的镜像.补偿电压显示为蓝色,得到的频率/温度曲线以绿色显示.

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    3.温度补偿

    实现这一目标的方法随着时间而改变.使用的第一种方法之一是直接补偿技术,其中使用热敏电阻,电容器和电阻器网络来直接控制振荡器的频率.温度的变化导致热敏电阻(4中的RT1RT2)发生变化,这会导致网络的等效串联电容发生变化-这反过来会改变晶体上的电容负载,从而导致频率的变化.振荡器.


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    4.直接补偿

    在随后的开发中(5中所示的间接补偿),热敏电阻(RT1RT3)和电阻(R1R3)的网络用于产生与温度相关的电压.对网络的输出电压进行滤波,然后用于驱动变容二极管,该变容二极管改变晶振上的负载,再次导致频率变化.

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    5间接补偿

    目前的方法将补偿网络和拉网络集成到一个集成电路中(如图6所示),补偿网络的作用由一组运算放大器组成,这些运算放大器在一起产生温度上的3阶或5阶函数.与间接补偿方法一样,该电压用于驱动变容二极管,这反过来又改变了振荡器的输出频率.由于晶体特性的变化意味着没有“一刀切”的功能,因此在TCXO的温度测试期间得出了解决方案.两个电容器阵列用于将室温下的频率调节到标称值,然后在测试期间获得温度补偿功能所需的设置并存储在片上存储器中.

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    6综合补偿

    最后一种方法通常被称为“数字控制模拟补偿”,并且在小型TCXO设计中常见,因为可以在单个ASIC中提供大量功能.

  • 什么是差分晶振的相位噪声【2018-12-17】

    诸如晶体振荡器之类的信号源在输出频率附近产生一小部分不希望的能量(相位噪声)。 随着通信和雷达等系统性能的提高,它们采用的晶体振荡器的频谱纯度越来越重要。

    在频域中测量相位噪声,并且表示为在与期望信号的给定偏移处的1Hz带宽中测量的信号功率与噪声功率的比率。在所需信号的各种偏移处的响应图通常由对应于振荡器中的三个主要噪声产生机制的三个不同斜率组成,如图1所示。相对靠近载波(区域A)的噪声称为闪烁FM噪声;其大小主要取决于晶体的质量。 最佳近距离噪声结果是在4-6 MHz范围内使用5次泛音AT切割晶体或第3次泛音SC切割晶体获得的。虽然平均效果不是很好,但使用10 MHz区域中的3个泛音晶体也可以获得出色的近距离噪声性能,尤其是双旋转型(参见第41页,有关双旋转SCIT切割晶体的讨论)。较高频率的晶体由于其较低的Q值和较宽的带宽而导致较高的近距噪声。

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    1B区的噪声称为“1 / F”噪声,是由半导体活动引起的。采用低噪声“L2晶体振荡器的设计技术将其限制在非常低的,通常无关紧要的值。

    1的区域C称为白噪声或宽带噪声。 L2”晶体振荡器中的特殊低噪声电路相对于标准设计提供了显着的改进(15-20 dB)。

    当采用倍频从较低频率的石英晶体获得所需的输出频率时,输出信号的相位噪声增加20 log(倍增因子)。这导致整个电路板上的噪声降低大约为6 dB,用于倍频,10 dB用于频率三倍,20 dB用于十倍乘法。

    如图2所示,对于不采用倍频的振荡器,本底噪声几乎与晶体频率无关。因此,对于低噪声地板应用,通常应使用满足长期稳定性要求的最高频率晶体。然而,当较高频率的应用特别需要最小的近端相位噪声时,较低频率的晶体通常可以成倍增加。这是因为近距离相位噪声比使用更高频率晶体获得的噪声性能更不成比例地好。

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    请注意,与固定频率非补偿晶体振荡器相比,TCXOVCXO产品中常用的变容二极管和中等Q晶体的引入导致较差的近距离噪声性能。

    相位噪声测试

    相位噪声测试通过确定在指定输出频率下由振荡器传递的所需能量与在相邻频率传递的不需要的能量的比率来表征振荡器的输出频谱纯度。 该比率通常表示为在来自载波的各种偏移频率下执行的一系列功率测量。功率测量被标准化为1Hz带宽并且相对于载波功率电平表示。 这是NIST技术说明1337中描述的标准相位波动测量,称为lf)。

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    3示出了由NIST建议并由Vectron晶振用于测量lf)的方法的框图。来自两个相同标称频率的振荡器的信号被施加到混频器输入。除非振荡器具有出色的稳定性,否则一个振荡器必须具有用于锁相的电子调谐。非常窄的频带锁相环(PLL)用于在这两个源之间保持90度的相位差。混频器操作使得当输入信号异相90度(正交)时,混频器的输出是与两个振荡器之间的相位差成比例的小波动电压。通过在频谱分析仪上检查该误差信号的频谱,可以测量这对振荡器的相位噪声性能。如果一个振荡器的噪声占主导地位,则直接测量其相位噪声。当两个测试振荡器电气相似时,有用且实用的近似是每个振荡器贡献测量噪声功率的一半。当三个或更多个振荡器可用于测试时,可以通过求解表示从振荡器对的置换测量的数据的联立方程来精确地计算每个振荡器的相位噪声。

    4显示了实际的lf)测量系统。 使用该系统测量相位噪声的步骤如下:

    1.频谱分析仪屏幕的校准。

    2.Phase锁定振荡器并建立正交。

    3.记录频谱分析仪读数并将读数标准化为每个振荡器的dBc / Hz SSB

    这些步骤详述如下。

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    第一步 - 校准

    为避免混频器饱和,一个振荡器的信号电平会被10 dB衰减(衰减器“A”)永久衰减。在校准期间,此振荡器的电平额外衰减80 dB(衰减“B”),以改善频谱分析仪的动态范围。振荡器在频率上是机械偏移的,并且所得到的低频差拍信号的幅度表示-80dB的水平;它是所有后续测量的参考。使用扫频分析仪时,此电平调整到频谱分析仪屏幕的顶行。使用数字(FFT)频谱分析仪时,仪器经过校准,可读取相对于此电平的RMS VOLTS /Hz。当完全电平恢复到混频器并且振荡器被锁相时,将相对于-80dB电平测量相位噪声。

    第二步 - 锁相

    通过将振荡器机械地调节到相同的频率,振荡器被锁相到正交。当混频器输出为0 Vdc时,指示两个振荡器之间所需的90度相位差。临时连接到频谱分析仪的示波器或零中心电压表是监测正交进度的便捷方式。 PLL的工作带宽必须远低于感兴趣的最低偏移频率,因为PLL部分地抑制了其带宽中的相位噪声。广泛使用的建立适当环路带宽的经验方法是通过衰减器“C”逐步衰减电压控制反馈。通过在推进衰减器“C”的同时比较感兴趣的最低偏移频率处的连续噪声测量,可以找到操作点,其中测量的相位噪声不受衰减器设置的变化的影响。此时,环路带宽不是测量的相位噪声的因子。

    第三步 - 读物

    读数是根据先前在步骤1中建立的-80dB校准水平进行的。如果频谱分析仪配备齐全以避免测量变化,则使用平滑或平均。 扫描频谱分析仪读数通常需要进行以下每项校正,而以RMS /Hz显示的数字分析仪读数不需要前两次校正。有关分析仪噪声响应的校正,应参考分析仪手册。

     

    更正

    归一化为1 Hz带宽“BW”是测量带宽。 计算假设为10 log101 / BW

    10 log10(1/BW)

    测量带宽内的噪声是平坦的

     

    扫频分析仪对噪声信号的视频响应。下+ 3dB

    +3dB

    双边带到单边带显示。-6dB

    -6dB

    两个振荡器的贡献假设它们具有相同的噪声质量-3dB

    -3dB

     



  • CFS-206晶振与CFV-206晶振的区别【2018-12-10】


    CFS-20632768DZBB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振6pF石英晶振 CFS-20632768DZFB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFS-20632768HZFB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±5ppm晶振12.5pF石英晶振 CFS-20632768AZFB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFS-20632768DZYB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振7pF石英晶振

    日本西铁城株式会社主要以生产手表为中心,在多年的生产经营后西铁城公司便开始自主研发手表重要配件——石英晶振.石英晶振分KHZ晶振以及MHZ晶振.手表上使用居多的便是KHZ系列晶振.CM315D晶振,CM315DL晶振,CM315H晶振,CM315E晶振系列.3215封装是手表,手机等小型数码产品使用频率较为广泛.而早期全是CFS-206晶振的天下.

    CFS206-CFV206

    CFS-20632768DZCB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振9pF石英晶振 CFS-20632768EZBB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±10ppm晶振6pF石英晶振 CFS-20632768EZFB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±10ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20632000AZFB晶振CFV-206晶振32kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20638400AZFB晶振CFV-206晶振38.4kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20677503DZFB晶振CFV-206晶振77.503kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20675000DZFB晶振CFV-206晶振75kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 

    CFV-206100000AZFB晶振CFV-206晶振100kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20640000AZFB晶振CFV-206晶振40kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20632000DZFB晶振CFV-206晶振32kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20665536AZFB晶振CFV-206晶振65.536kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20636000AZFB晶振CFV-206晶振36kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 

      CFS-206晶振频率范围30KHZ~100KHZ,周波数偏差20~30ppm,正常情况下都是以20PPM为标准.工作温度-20~+70度.负载电容常用12.5PF,

    CFV206

    CFS-20632768EZYB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振7pF石英晶振 CFV-20668500DZFB晶振CFV-206晶振68.5kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20668503DZFB晶振CFV-206晶振68.5kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20640003DZFB晶振CFV-206晶振40kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20660003DZFB晶振CFV-206晶振60kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20660000DZFB晶振CFV-206晶振60kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 

    CFV-20640000DZFB晶振CFV-206晶振40kHz晶振±20ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20660000AZFB晶振CFV-206晶振60kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20676800AZFB晶振CFV-206晶振76.8kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20696000AZFB晶振CFV-206晶振96kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFS-20632768HZBB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±5ppm晶振6pF石英晶振 CFS-20632768HZCB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±5ppm晶振9pF石英晶振 CFS-20632768HZYB晶振CFS-206晶振32.768kHz晶振±5ppm晶振7pF石英晶振

    CFS-206晶振跟CFV-206晶振有点不一样的就是CFS-206晶振只有单独一个频率,就是32.768K,是所有KHZ系列晶振的标准频率.它不像CFV-206晶振,在30~100KHZ内可以订制.频率偏差也比较小,以20PPM为标准.15PPM,10PPM也是可以按照客户的需求来订制.

    CFS206

       CFV-20675000BZFB晶振CFV-206晶振75kHz晶振±50ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20677500BZFB晶振CFV-206晶振77.5kHz晶振±50ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20675000AZFB晶振CFV-206晶振75kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20638000AZFB晶振CFV-206晶振38kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV-20677503AZFB晶振CFV-206晶振77.503kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV206 60.005KAZF晶振CFV-206晶振60.005kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 

    CFV206 76.790KAZF晶振CFV-206晶振76.79kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV206 76.810KAZF晶振CFV-206晶振76.81kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV206 77.500KAZF晶振CFV-206晶振77.5kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV206 153.600KAZF晶振CFV-206晶振153.6kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFS206-32.768KDZBB晶振CFS206晶振32.768kHz晶振±20ppm晶振6pF石英晶振 CFV206 153.600KAZF-UB晶振CFV-206晶振153.6kHz晶振±30ppm晶振12.5pF石英晶振 CFV206 32.000KDZSB晶振CFV-206晶振32kHz晶振±20ppm晶振11pF石英晶振


  • 爱普生石英晶振的参数特性及计算工式【2018-09-28】

    爱普生石英晶振的参数物特性:被制作的AT切割的水晶振动子根据AT切割石英晶体谐振器的谐波模式不同的水晶片的厚度也不同.(1)晶振晶体的厚度和振荡频率之间的关系(2)频率温度特性标准例(3)石英水晶振荡子的等效电路和等效定数(4)根据等效定数和负载电容计算的项目

  • 石英晶体振荡器的低相位噪声【2018-09-18】

    频率生成是当今在商业,工业和军事技术中的基本功能,所有的振荡器信号都包含着一定程度的噪声.尽管是很简单的振荡器,比如电阻电容(RC)或电感电容(LC)谐振器构成的振荡器构成简单振荡器的电路是足够的.很是很多应用要求石英晶体振荡器提供额外的稳定性和较低的噪声.

    理想的振荡器可以在单一频率下生产完美的重复信号,然而电子元器件和频率确定谐振电路中的噪声过程可导致瞬时频率围绕其中心值变化或抖动.这导致在任何给定时间精确频率的不确定性,并且由振荡器产生的频谱分布在窄频带上,其中大部分能量集中在中心频率附近.

    有很多种方法可以测量或者表达这种振荡器噪声现象,但对于精密振荡器来说,最常见的方法是相位噪声.相位噪声在频域中被测量,绘制为信号幅度与频率,这是在频谱分析仪上显示的表示.对于相对有噪声的信号,如果测量带宽设置得当,则可以在频谱分析仪上直接观察到相位噪声.但对于大多数晶体振荡器产生的清洁信号,分析仪的宽带本振的噪声高于等测源的噪声,因此无法直接观察被测单元的噪声.因此必须采用一些提高测量系统灵敏度的方法.

    相位噪声测量方框图

    相位噪声测量方框图

    实现这种灵敏度提高的最常用方法是将一个石英晶体振荡器与另一个振荡器进行比较。这就是大多数商用相位噪声测量系统的操作方式。将非常低的噪声参考振荡器被调整为与被测试单元完全相同的频率。当这两个信号被馈送到相位检测器,它们的相对相位被调整并锁定在90度偏移时,混频器中的载波频率被取消。在对高频分量进行滤波之后,只有残余噪声调制已经被混合到基带频率。然后对该噪声信号进行放大以提高灵敏度。由于高频信号已经通过混合和滤波处理被去除,因此剩余噪声信号可以用非常低的带宽分析器来检测。 

    为了使相位噪声测量更加标准化,结果通常表示为在中心载波频率到载波信号功率的给定偏移距离处以1MHZ带宽测量的边带噪声功率与载波信号功率的比率,然后生产如下图所示的图表.

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    这些图显示了在10 MHz和100 MHz的精密低噪声晶体振荡器的性能。这两个单元在大于10kHz偏移的载波上实现比170 dBc/Hz更好的噪声基底。展现了商业产品的最先进性能。

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    在接近载波的较低偏移频率下,相位噪声由晶体谐振器的质量决定。100MHz晶体具有比10 MHz晶体低得多的“Q”,因此在低偏移处噪声更高。

    精密石英晶体振荡器已被证明可以提供最好的相位噪声性能从任何商用设备。由于石英固有的频率稳定性,即使是简单的晶体时钟振荡器也能够给出非常好的相位噪声性能。


  • OCXO Oscillator恒温晶体振荡器【2018-07-03】

    恒温晶体振荡器OCXO( Oven Controlled Crystal Oscillator),是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器。它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好,作为精密的时频信号源被广泛用于全球定位系统通信、计量、频谱及网络分析仪等电子仪器中。目前,绝大多数高稳定度晶体振荡器都采用了将晶体恒温的方法,使用精密的恒温控制槽,将槽内温度调节到晶体谐振器的零温度系数点上。这样,能最大限度地克服温度对晶体振荡器频率的影响,被广泛用作标准频率源。恒温晶体振荡器包括以下几个基本组成部分。

    The constant temperature crystal oscillator OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) is the crystal oscillator with the highest frequency stability and accuracy. It has good performance in aging, temperature stability, long-term stability and short-term stability. As a precise time frequency signal source, it is widely used in electronic instruments such as global positioning system communication, measurement, spectrum and network analyzer. At present, most high stability crystal oscillators adopt the method of crystal constant temperature, and use the precise constant temperature control slot to adjust the temperature in the slot to the zero temperature coefficient point of the crystal resonator. In this way, the effect of temperature on the crystal oscillator frequency can be maximally overcome, and is widely used as a standard frequency source. The constant temperature crystal oscillator includes the following basic components.

    OCXO Oscillator恒温晶体振荡器1.High precision quartz crystal resonator

    1.高精度的石英晶体谐振器

    Quartz crystal resonator is the core component of oscillator circuit. The correct choice of tangential angle is a necessary condition for making quartz resonators with good frequency and temperature coefficient, especially the quartz resonator used in a wide temperature range. At present, there are two kinds of quartz resonators used in constant temperature crystal oscillator, AT and SC. They have the characteristics of small frequency temperature coefficient, high Q value and low aging effect.

    石英晶体谐振器是振荡电路的核心元件。正确选择切角是制作频率温度系数好的石英谐振器的必要条件,特别是在宽温度范围内使用的石英谐振器更是如此。目前恒温晶体振荡器中常用的石英谐振器有AT切和SC切两种。它们具有频率温度系数小,Q值高,老化效应小等特点。

    http://www.smdcrystal.com/Article/OCXOoscillator.html2. stable oscillating circuit

    2.稳定的振荡电路

    As the constant temperature crystal oscillator requires high frequency stability, the stability of the oscillating circuit itself is also decisive in addition to a certain temperature control precision in the temperature control circuit. The basic function of the oscillating circuit in a thermostatic crystal oscillator is to convert the DC energy into an alternating current with a certain frequency, amplitude and high stability. This conversion is carried out with the participation of quartz resonators. The most prominent problem is the stability of frequency. Therefore, the analysis and design of oscillatory circuits take this as the premise.

    由于恒温晶体振荡器要求频率稳定度高,除了在控温电路方面要达到一定的控温精度外,振荡电路本身稳定性也是起决定性作用的。恒温晶体振荡器中振荡电路的基本功能就是把直流电能转变成具有一定频率、幅度且频率高度稳定的交流电能,这种转换是在石英晶体谐振器的参与下进行的。其中最突出的问题就是频率的稳定性。所以分析、设计振荡电路都以此为前提。

    OCXO Oscillator恒温晶体振荡器3. precision thermostat box with perfect structure and good temperature control

    3.结构完善、温控良好的精密恒温箱

    The precision thermostat is a constant temperature system composed of thermostat, temperature control circuit and other auxiliary devices. In a crystal oscillator, the quartz resonator and the relevant circuit elements are kept at constant temperature. The function of the quartz resonator is to stabilize the temperature of the quartz resonator at the turning point temperature of the quartz resonator, so as to give full play to the small frequency temperature coefficient of the quartz resonator near the turning point temperature, so that it can be used reasonably. The design of a constant temperature slot which meets the requirements and the selection of a good temperature control circuit plays an important role in stabilizing the frequency. Therefore, a high stable crystal oscillator, not only should have stable oscillating circuit, but also must have a good performance thermostat to ensure the stability of the frequency, both are indispensable. With the gradual improvement of the stability requirements of the crystal oscillator, the demand for temperature control precision of the thermostat is getting higher and higher. At present, the temperature control accuracy of the constant temperature box should be within 0.001 centigrade at the frequency stability of the crystal oscillator at the order of 100~10.
    With the continuous improvement of communication technology, the demand for constant temperature crystal vibration is becoming more and more high, making it constantly towards high precision and high stability, low noise and high frequency, low power, fast start, miniaturization.

    精密恒温箱是由恒温槽,温度控制电路及其它辅助装置组成的恒温系统。在晶体振荡器中,用来使石英谐振器和有关电路元件保持恒温。其作用是把石英晶体谐振器的温度稳定在石英谐振器的拐点温度处,从而充分发挥拐点温度附近石英谐振器的频率温度系数小的特性,使其得到合理使用。设计一个符合要求的恒温槽和选择一个性能良好的温度控制电路对稳定频率起着举足轻重的作用。因此一个高稳定的晶体振荡器,不但应具有稳定的振荡电路,而且还必须有性能良好的恒温箱来保证其频率的稳定,两者缺一不可。随着对晶体振荡器稳定度要求的逐步提高,对恒温箱的控温精度要求也越来越高,目前,频率稳定度在100~10量级的晶体振荡器,其恒温箱的温度控制精度应在0.001℃以内。

    随着通信技术的不断提高,对恒温晶振的要求越来越高,使其不断向着高精度与高稳定化,低噪声与高频化、低功耗、快启动、小型化方向发展。

  • 超声波雾化片使用注意事项【2018-01-26】

    1月26号已是入冬季节,全国各地都进入防寒状态,但唯独深圳,三亚,南海这些地方依旧过着假冬.常年呆在深圳也唯有过年回家的时候才能感受到过冬的感觉.但是不管是在冬季还是夏季都会有大量使用加湿器,补水仪等产品.在韩国的这个时候也已经进入超声波加湿器批量生产期.冬天虽说冷,但天气干燥,皮肤还是需要保湿的,这时加湿器雾化仪就能派上用场了.超声波雾化片称为换能雾化片,统称雾化片,雾化片分为陶瓷雾化片及微孔雾化片两种,一般小型加湿器和补水仪等功率小的雾化器都用微孔雾化片.工业使用则用陶瓷雾化片.


    各种不同的雾化片用在不同的领域中,目前雾化片在市面上有镀铀,镀钛,镀镍三种材料,三种不同的材料可以分别从电极层与水等介质隔离,从而保护其电极层.超声波雾化换能器的电极使用的是银电极。

    雾化片工作时,浸泡在水中,在超声波的作用下,存在空化腐蚀;在交流电作用下,存在电解腐蚀;如果液体中含有消毒水,醋酸等化学物质,还存在化学腐蚀。三种腐蚀共同作用,很快会将电极破坏掉。

    为防止银电极破坏,目前的解决方案有三种,电镀金属镍,镀钛,高温烧渗玻璃资料。三种方式,都延长了银电极的使用寿命,但仍存在一个共同的问题,不耐消毒水,酸碱的化学腐蚀;长期浸泡在水中,易结水垢,需定期用酸清洗。

  • 石英晶体内部存在哪些缺陷【2018-01-17】
    石英晶体无论是天然的还是人造的,都不同程度地存在一些疵病(缺陷)。它们不仅是由于在晶体生长过程中受到种种条件的影响而产生,就是在已形成的晶体中和生长完成后,外界条件的变化(主要是温度)产生的缺陷。这些缺陷会影响其可用程度和石英晶振元件的性能,以下简要介绍几种晶振常见的缺陷。
    1、双晶
    双晶是指两个以上的同种晶振,按一定规律相互连生在一起。即在同块晶体中,同时存在两个方位不同的左旋部分(或右旋部分)。其中一部分绕Z轴转180°后方与另一部分连生在一起,这两部分的z轴彼此平行,所以两部分的光学性能相同,而电轴两部分相差180°,故它们的极性相反(见图1.4.1)。
    光双晶是异旋晶体的连生,即在一块晶体中,同时存在左旋和右旋两个部分,它们连生在一起,左旋和右旋的光轴彼此平行,但旋光性相反,此外电轴极性也相反(见图1.4.2)。

    (a)左旋石英晶体的极性;(b)绕光轴转180°°后左旋石英晶体的极性C)电双晶的极性;
    图1.4.1电双晶极性示意图

    (a)左旋石英晶体的极性;(b)右旋石英晶体的极性;(c)光双晶的极性;
    图1.4.2光双晶极性示意图
    电双晶又称道芬双晶;光双晶又称巴西双晶。双晶的边界可用氢氟酸腐蚀显示出来(见图1.4.3)。
    双晶多出现在天然石英晶体中,但在石英晶片加工中也会诱发出双晶。例如:石英晶片加热温度超过573℃,或虽然不超过573°C,但石英片内部温度梯度太大,都可能产生电双晶;又如:晶片研磨时,由于机械应力的作用,可能产生微小的道芬双晶。

    (a)电双晶腐蚀图像(b)光双晶腐蚀图像
    图1.4.3电双晶、光双晶在z平面上的腐蚀图像
    压电石英晶体元件中,一般不允许含有双晶,若要利用含有双晶的石英晶片时,则对双晶的位置和比例要严加限制,因此在石英晶片加工中,要力求避免双晶的出现.
    2、包裹体
    石英晶体中往往含有固体、胶体和气—一液体三种包裹体。
    固体包裹体是混杂在晶体内部的其它矿物质,天然石英晶体中固体包裹体大部分是围岩碎屑和黄铁矿、金红石等。人造石英晶体的固体包裹体主要是硅酸铁钠( NaFesi2O6.2H2O),它是由高压釜内壁被腐蚀脱落的亚铁离子和其它离子,与NaOH或Na2CO3溶液和SiO2等产生化学反应而形成的。
    胶体包裹体是含钾(K)、钠(Na)硅酸盐胶体所组成。它是由于石英晶体生长过程中,温度发生波动时溶液中的二氧化碳达到超饱和状态,来不及结晶而形成胶体包裹体。
    气一液包裹体中的液体主要是水溶液、碳酸和其它混合液,气体是二氧化碳及挥发性化合物等,气一液包裹体多集中在晶体底部包裹体是石英晶体的一种主要缺陷,实验表明,如果晶片中含有大的针状包裹体时,对石英晶体元件的电性能影响很大。
    石英晶体的包裹体可用显微镜观察法或油槽观察法等进行检查
    3、蓝针
    石英晶体中蓝色针状的缺陷称为蓝针。
    蓝针形成的原因很多,有人认为蓝针内部包含有铁、锰、铜、锌等金属氧化物,在这些氧化物外部还有密集的小气泡或小水珠,当光线通过它们时,除蓝色光线外,其它光都被吸收掉,因此在晶体内部呈现蓝色针状缺陷。还有人研究发现,存在蓝针的地方有很细的裂缝,它与晶体原有宏观裂隙平行生长,说明蓝针是属于晶体内部机械破坏的结果。
    对一般应用的压电石英晶片可以存在蓝针,但用于制造稳定度高的和频率比较高的石英晶体元件时,不允许其石英晶片有蓝针存在。
    4、其它疵病
    在一些晶体中,可隐隐看出数个晶体的影子,这叫幻影或称魔幻。它是由于晶体生长中断了一段时间,后来又在晶面上继续结晶而形成的。幻影破坏了晶体格架的完整性,影响晶体的弹性,属晶体内部深处的缺陷。
    裂隙是存在于晶体内部的小裂缝。它的形成可能是由于生长区中二氧化硅供应不足,杂质分布不均匀,籽晶不完善,机械应力和温度变化不均匀等缘故节瘤是由许多小晶块构成的镶嵌结构,其形状像是很小的晶体镶嵌到大晶体的表面。这种镶嵌结构是受温度、压力、溶液饱和程度和混合物数量等生长条件影响而形成。
    晶体内部某处有集中的许多微小气泡和小裂隙,呈现白色如棉花状,这种缺陷俗称为棉。
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得益于32.768K有源晶振的参与,所有这些级别都已标准化,其基本性能参数在ANSIT1.101中定义.通常,已经建立了各级的性能参数,以确保可以通过网络从最精确的时钟,通过中间时钟到最不精确的时钟传输同步.Stratum2,3E3个时钟构成了服务提供商同步网络的主要分布部分,这些HCMOS有源时钟晶振通常成对地部署在NE中.

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