到目前為止,國外的晶體振蕩器制造水平已經是相當高的了,基本上可以滿足任何產品的需求,甚至可以專門為某一產品設計,指定頻率,電源電壓,特性,類型等.石英晶體振蕩器是通過頻率振蕩來進行工作的,但是過度的驅動會影響石英晶振的性能和壽命,而且要實現低相位噪聲特性,可通過降低振動和G靈敏度來達到這個目標.本文的主要目的,就是講述如何通過降低振動和靈敏度,進而影響低相噪的技術說明.
晶體振蕩器振動靈敏度的降低目前正受到頻率控制行業許多人的關注,包括晶體和振蕩器制造商.振蕩器達到了性能水平,一個人走過房間可以降低近距離相位噪聲,而相對安靜的風扇可以產生遠高于更好振蕩器本底噪聲的邊帶.目前降低振動靈敏度的技術包括降低石英晶體的加速度靈敏度,隔振系統和積極的補償.—種補償技術使用與晶體的靈敏度矢量對準的加涑度計來產生校正信號,而另一種技術使用兩種晶體,使得加速度矢量指向相反的方向.
而后技術的改進將每個石英晶振的貢獻縮放到最終頻率,從而可以使用具有不同加速度靈敏度的晶體.這些技術已經成功實施,但它們有些昂貴目難以制造.為了簡化振動補償振蕩器的制造,正在研究三個新的想法.種技術是上述兩種晶體方法的擴展.在這個新的實現中,晶體安裝時的加速度矢量指向相同的方向,這通常意味著在PCB上并排-這是一種更容易的安裝方案,特別是如果加速度矢量不正常的昰體封裝之一軸.
此外,晶體需要有不冋的加速度敏感度,通常是隨機選擇的旵體的情況.使用體的兩個有源晶振是鎖相的,并且由于加速度靈敏度不同,調諧電壓包含振動信息.該調諧電壓被縮放并使用自舉技術應用于兩個振蕩器,該技術避免了PLL的不穩定.
另一種技術是通過直接在晶振板上檢測音頻壓電電壓,將昆體用作自己的加速度計.晶體的工作方式類似于駐極體麥克風,音頻放大器必須具有非常高的輸入阻抗.RF振蕩器電路通過小值電容器耦合到晶體以減少音頻信號的負載,并且自諧振扼流圈將音頻放大器與RF信號隔離.為了使該補償方案起作用,麥克風靈敏度矢量必須與頻率靈敏度矢量對齊.數字信號處理可用于校正頻率響應差異.

在某些Oscillator拓撲中,已經觀察到由振動引起的容易檢測的幅度調制.同樣,矢量屬性需要與頻率調制矢量匹配,但如果調制機制相同則可能是這種匹配.AM探測器輸出需要信號調理,但對信號的表面檢查表明,相當簡單的強調石英晶振電路可能是必要的.

石英晶振在回事時會略微改變頻率,晶體具有加速度靈敏度,如果設計師不小心,電路也會如此.通過采用"2-g翻轉"測試,可以在穩定的烤箱振蕩器中觀察到這種靈敏度.當振蕩器上下顛倒時,晶體上的力會改變2g(加1g至-1g).典型的SC切10MHz晶體將改變約0.02Hz,這提供約0.01Hz/g的靈敏度.通常,較高頻率的晶振具有較低的G靈敏度,但靈敏度可以從一個晶體到下一個晶體以及從一個晶體支架類型到下一個晶體支架類型顯著變化.改變關鍵部件的壓力甚至輕微的運動也可以改變頻率,增加振蕩器的整體靈敏度.

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如何設計振蕩器靈敏度與振動實現低相位噪聲

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