電壓控制晶體振蕩器

1、電壓控制晶體振蕩器（VCXO），是通過施加外部控制電壓使振蕩頻率可變或是可以調(diào)制的石英晶體振蕩器。在典型的VCXO中，通常是通過調(diào)諧電壓改變變?nèi)荻O管的電容量來“牽引”石英晶體振子頻率的。VCXO允許頻率控制范圍比較寬，實(shí)際的牽引度范圍約為200ppm甚至更大。如果要求VCXO的輸出頻率比石英晶體振子所能實(shí)現(xiàn)的頻率還要高，可采用倍頻方案。擴(kuò)展調(diào)諧范圍的另一個(gè)方法是將晶體振蕩器的輸出信號與VCXO的輸出信號混頻。與單一的振蕩器相比，這種外

2、差式的兩個(gè)振蕩器信號調(diào)諧范圍有明顯擴(kuò)展。在移動(dòng)通信基地站中作為高精度基準(zhǔn)信號源使用的VCXO代表性產(chǎn)品是日本精工愛普生公司生產(chǎn)的VG－2320SC。這種采用與IC同樣塑封的4引腳器件，內(nèi)裝單獨(dú)開發(fā)的專用IC，器件尺寸為12.6mm7.6mm1.9mm，體積為0.19。其標(biāo)準(zhǔn)頻率為12～20MHz，電源電壓為3.00.3V，工作電流不大于2mA，在－20～＋75℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度≤1.5ppm，頻率可變范圍是20～35ppm，啟動(dòng)振蕩時(shí)

3、間小于4ms。金石集團(tuán)生產(chǎn)的VCXO，頻率覆蓋范圍為10～360MHz，頻率牽引度從60ppm到100ppm。VCXO封裝發(fā)展趨勢是朝SMD方向發(fā)展，并且在電源電壓方面盡可能采用3.3V。日本東洋通信機(jī)生產(chǎn)的TCO－947系列片式VCXO，早在90年代中期前就應(yīng)用于汽車電話系統(tǒng)。該系列VCXO的工作頻率點(diǎn)是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和15.36MHz，頻率溫度特性2.5ppm－30～＋75℃，頻率電壓特性0.3ppm5V

4、5％，老化特性1ppm年，內(nèi)部采用SMDSMC，并采用激光束和汽相點(diǎn)焊方式封裝，高度為4mm。日本富士電氣化學(xué)公司開發(fā)的個(gè)人手持電話系統(tǒng)（PHS）等移動(dòng)通信用VCXO，共有兩大類六個(gè)系列，為適應(yīng)SMT要求，全部采用SMD封裝。Saronix的S1318型、Vectron國際公司的J型、Champion技術(shù)公司的K1526型和Fdahi公司的DFVS1－KHLH等VCXO，均是表面貼裝器件，電源電壓為3.3V或5V，可覆蓋的頻率范圍或最高

5、頻率分別為32～120MHz、155MHz、2～40MHz和1－50MHz，牽引度從25ppm到150ppm不等。MF電子公司生產(chǎn)的T－VCXO系列產(chǎn)品尺寸為5mm7mm，曾被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是外形尺寸最小的產(chǎn)品，但這個(gè)小型化的記錄很快被打破。新推出的雙頻終端機(jī)用VCXO尺寸僅為5.8mm4.8mm，并且有的內(nèi)裝2只VCXO。Raltron電子公司生產(chǎn)的VX－8000系。應(yīng)用：移頻直放站、測試設(shè)備、蜂窩基站頻率范圍：1MHz200MHz常用頻點(diǎn)

6、：12.81315.3616.3816.38418.43219.442030.7232.76836.86438.884044.54551.258.078657073.6100107.374120131.04135.56外形圖：電壓控制晶體振蕩器電壓控制晶體振蕩器體的頻率（基頻或n次諧波頻率）及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結(jié)構(gòu)、（金屬殼）封裝及其等效電路。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產(chǎn)生機(jī)械

7、變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。電子器件電子器件采用500kHz或503kHz的晶體振蕩器作為行、場電路的振蕩源，經(jīng)13的分頻得到15625Hz的行頻，其穩(wěn)定性和可靠性大為提高。面且晶振價(jià)格便宜，更換容易。3、在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中，石英晶體振蕩器的石英晶體振蕩器的應(yīng)用：1、石英鐘走時(shí)準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用為其最大優(yōu)點(diǎn)。不論是老式石英鐘或是新式多功能石

8、英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路，其頻率精度決定了電子鐘表的走時(shí)精度。石英晶體振蕩器原理的示意如圖3所示，其中V1和V2構(gòu)成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調(diào)電容C2構(gòu)成振蕩系統(tǒng)，這里石英晶體相當(dāng)于電感。振蕩系統(tǒng)的元件參數(shù)確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振蕩的穩(wěn)定電阻，它們都集成在電路內(nèi)部。故無法通過改變C1或C2的數(shù)值來調(diào)整走時(shí)精度。但此時(shí)仍可用加接一只電容C有方法，來改變振蕩系統(tǒng)參

9、數(shù)，以調(diào)整走時(shí)精度。根據(jù)電子鐘表走時(shí)的快慢，調(diào)整電容有兩種接法：若走時(shí)偏快，則可在石英晶體兩端并接電容C，如圖4所示。此時(shí)系統(tǒng)總電容加大，振蕩頻率變低，走時(shí)減慢。若走時(shí)偏慢，則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時(shí)系統(tǒng)的總電容減小，振蕩頻率變高，走時(shí)增快。只要經(jīng)過耐心的反復(fù)試驗(yàn)，就可以調(diào)整走時(shí)精度。因此，晶振可用于時(shí)鐘信號發(fā)生器。2、隨著電視技術(shù)的發(fā)展，近來彩電多價(jià)值得到了更廣泛的體現(xiàn)，同時(shí)也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主

10、要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｖ饕獏?shù)主要參數(shù)參數(shù)基本描述頻率準(zhǔn)確度在標(biāo)稱電源電壓、標(biāo)稱負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度（25℃）以及其他條件保持不變，晶體振蕩器的頻率相對與其規(guī)定標(biāo)稱值的最大允許偏差，即（fmaxfmin）f0；溫度穩(wěn)定度其他條件保持不變，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值，即（fmaxfmin）（fmaxfmin）；頻率調(diào)節(jié)范圍通過調(diào)節(jié)晶振的某可變元件改