如何拖动振荡器中的晶振频率?

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2019-05-06 10:03:12【大中小】

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许多人都是通过频率来选择合适的石英振荡器，而且频率还有其他的特点，是确定稳定性的主要参数之一，频率具有唯一性，每一颗晶振只有一个频率，对应不同的产品在通过插入的无功分量对频率进行功能影响的情况下，或者通过改变反馈路径中的相位（拉动晶体频率），可以考虑石英的一些不良特性：

频率温度响应的补偿（TCXO）：

通过负载容量的温度控制来实现TCXO的温度响应的补偿。用于TCXO应用的晶体必须在工作温度范围内绝对无浸渍。甚至几乎无法识别的倾角，例如。在图2.31中，在约-20°C或85°C，补偿后，频率的干扰残余误差是有效的。由于2.12.6中描述的原因，石英负荷应保持很小。同样令人不安的是在温度变化方向反转之后频率的温度响应的滞后。在为TCXO应用订购石英晶体时，必须指定两个属性：

1）频率-温度曲线最大不连续性。

2）最大，工作温度范围内允许的滞后时间为xxppm。温度变化率为xx°C/min。

拉动行为和二次共振：

在滤波器电路和石英鉴别器中，二次谐振的影响很容易被忽视。在振荡器电路中，如果电路设计正确，则不可能振荡到二次谐振或切换到二次谐振。更为复杂的是泛音及其侧共振对VCXO振荡器电路行为的影响：

石英振荡器是反馈放大器，在反馈路径中具有石英振荡器。振荡器以环路增益大于1的频率振荡，整个环路的相位旋转为2nB，即。与循环是真实的频率。仅在构成振荡器的石英的谐振频率下满足环路增益的条件。相位条件受到与振荡器的振荡频率谐波的晶体的所有谐振的影响。由于石英晶体振荡器的幅度限制，振荡器频率具有大的谐波含量。该频率混合成为反馈分支。

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图2.63基本和泛音的拉动行为

如果振荡器频率的谐波与石英的泛音或其次级谐振一致，则反馈信号的相位位置受到影响。当振荡器频率被严重“拉”时，这变得很重要，特别是在基音振荡器中。石英的动态容量C1和因此的拉伸量是根音中的3次谐波的约9倍。因此，泛音范围内的石英谐振可能与基音成为谐波（图2.63）。

结果是此时振荡器的拉动特性不连续。在具有静态频率控制的系统中，这一切都是微不足道的。在具有相位相关频率同步的系统中，同步受到显着干扰或不可能，例如。数字电视中彩色副载波与Renck振荡器的同步。在作为频率或相位调制器的应用中，在调制特性中产生不连续性。当用于倍频的振荡器输出被选择性地调谐到贴片振荡器频率的三倍或五倍时，干扰变得特别强烈。图2.63显示了基频（底部）和谐波频率（顶部）对绘图容量CL的依赖关系。

通过相位控制拉出晶体频率：

在具有数字频率调节的系统中，还通过控制振荡器环路中的反馈信号的相位来完成频率调谐。一个例子是数字电视电路中的“Renck振荡器”。频率的相位相关控制原则上根据图2.64进行。

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图2.64相控振荡器原理

控制电压Ust迫使相位致动器中的相应相位旋转。然后，晶振频率根据等式（48）跟随该相位旋转。

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忽略C0，抽取量取决于产品C1AReff。在具有小内阻的振荡器电路中，Re和Ra是由：

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Freqenzhub实现的相变相对较小。为了增加提升斜率，将阻尼电阻器Rs插入电路中（方程47）。

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该电路对于三重振荡器频率下石英的谐振特别关键，特别是变体a），其在反馈路径中包含高通滤波器RsC（图2.64）。变量b）明显更好，这里反馈分支充当低通滤波器并且显着降低反馈分支中的谐波含量。在这种情况下，振荡器放大器必须是反相放大器，移相器产生-90°的基本相位旋转。

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图2.65反馈支路中的相位响应RA+RB=25S，RS=参数

因此，在该电路中使用的振荡晶体必须在工作频率的n倍时不具有谐振。石英（Dickenscherschwinger）只有在它们的泛音共振附近具有多个基频，在基本振荡器的情况下，因此三倍频率是关键的，五倍频率已经被充分衰减。在订购石英时，必须另外说明石英是例如石英。在标称频率的3倍±振荡器的行程必须没有共振。在版本b）的情况下，这里将谐振抑制大约12dB就足够了。在第三次谐波中的有源晶体振荡器的情况下，临界频率在石英的第五个泛音附近，即振荡器频率的约5/3（图2.63）。

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