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工程經常要求的低相位噪聲有源晶振在系統里的神奇功能

來源:http://m.key-ic.com 作者:康華爾電子 2018年08月11
       從上個世紀80年代之后,中國就開始走上全能型發展的科技道路,軍事,工業,商業,民用等領域煥然一新,短短不到40年的時間,就已經成為國際上舉足輕重的科技強國,不管是載人航天工程,超級計算機,軍事設備,新能源等重要工程水平都能達到一級。其中最辛苦的是背后奉獻的科學家和工程師們,默默無名的為國家為人民研發和創新更多的新項目,康華爾電子成立十幾年來,也與不少工程師接觸,為他們解決一些頻率元件上的難題和提供適用的石英晶振,其中有不少是開發軍工設備,或是利民工程,民用建設等相關機構。這些工程項目在技術和電子零件上都有一定高的要求,最明顯的改變就是,從前采用的芯片,IC,CPU,溫度傳感器,石英晶體振蕩器,電阻器,電容器,電感器,二/三極管,整流橋等常見的電子元器件,已經不滿足于普通類型的了。
       相信大家都有所察覺,現在我們用的電子產品是越來越高級了,數碼即將成為過去式,未來很有可能會成為智能與人工智能的天下。在與工程師聯系的時候,康華爾電子發現,一些重大項目選用的元件都比較高規格。有源晶振在十幾年前還不是很多人用,因為成本比較高,而且一般項目也不需要用那么高端的晶振,而現在則是性能越高越好,很多工程師一開口就要求要低相位抖動,低相噪,低功耗,低電流電壓,低相控等。
       符合以上性能要求的貼片振蕩器通常價格也比較高,但對于電氣設備的工程師來說,只要在合理范圍內,寧愿多花一點錢,也要購置達到低相噪標準的有源晶振。因為振蕩器相位噪聲特性將主宰整個系統的性能,可以提高整個電氣系統的性能。常見的電氣設備在設計時,要如何降低噪音是工程要考慮的事情,噪音的信號是不規則的,并且輕易就能干擾系統的相位,電流,電壓,頻率,時鐘源等參數。
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       低相位抖動與低相位噪聲有著非比尋常的關系,總的來說,抖動是時鐘信號過零時間的變化,或者是信號周期的變化。抖動由兩個主要部分組成,一個是可預測的,另一個是隨機的。抖動的可預測分量稱為確定性抖動。抖動的隨機分量稱為隨機抖動。隨機抖動來自隨機相位噪聲,而確定性抖動來自確定性噪聲。即符合低相位抖動又支持低相位噪聲的振蕩器種類有恒溫晶振,差分晶振和壓控溫補振蕩器等,其他比較常用的溫補晶振,壓控晶振,SPXO振蕩器大多數只是有低抖動的功能,而不具備低相噪這種更高級的性能。
       恒溫晶體振蕩器是最主要的低相噪晶振,結合其自身的特性和作用,160dBc/Hz或更低,在1kHz偏移下低于130dBc/Hz。這種類型的相位噪聲很容易通過許多具有頻率低于50MHz的SCcut晶體的OCXO晶振來實現,提高自身產品的性能同時也更有優勢。
       但是,這里的比較不是針對參考型(例如OCXO晶振或TCXO晶振),而是針對時鐘振蕩器。如果是用在網絡設備或者通信系統當中,相位噪聲過高容易影響誤碼率、通信距離、相鄰信道干擾等,這也是為什么一些高級領域的建設項目,工程師一定要求采用低相位噪聲和低相位抖動進口晶體振蕩器的因素。
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