目前頻率控制元器件行業(yè)中,許多石英水晶制造商仍然熱衷于晶體振蕩器的設(shè)計與研究,尤其是降低相位噪聲和振動靈敏度方面,美國Wenzel Associates,Inc公司是其中的代表.這幾年一直在攻克這兩大晶振難題,以往業(yè)界的成功例子有很多,但都有明顯的缺點,例如成本過高,不宜量產(chǎn),不良率高等等.然而現(xiàn)在Wenzel晶振公司已經(jīng)成功開發(fā)出,低成本,易生產(chǎn)的低相噪,低靈敏度的晶體振蕩器系列產(chǎn)品,以下內(nèi)容是Wenzel 0scillator設(shè)計的思路.
晶體振蕩器振動靈敏度的降低目前正受到頻率控制行業(yè)許多人的關(guān)注,包括晶體和振蕩器制造商.振蕩器達(dá)到了高性能水平,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(fēng)扇可以產(chǎn)生遠(yuǎn)高于晶體振蕩器本底噪聲的邊帶.目前降低振動靈敏度的技術(shù)包括降低晶體的加速度靈敏度,隔振系統(tǒng)和積極的補償.一種補償技術(shù)使用與晶體的靈敏度矢量對準(zhǔn)的加速度計來產(chǎn)生校正信號,而另一種技術(shù)使用兩種石英晶體,使得加速度矢量指向相反的方向.后一技術(shù)的改進(jìn)將每個晶體的貢獻(xiàn)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(shù)已經(jīng)成功實施,但它們有些昂貴且難以制造.
為了簡化振動補償振蕩器的制造,正在研究三個新的想法.一種技術(shù)是上述兩種晶振方法的擴(kuò)展.在這個新的實現(xiàn)中,晶體安裝時的加速度矢量指向相同的方向,這通常意味產(chǎn)豐在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晶體封裝之一軸.此外,晶體需要有不同的加速度敏感度,通常是隨機(jī)選擇的晶體的情況.使用晶體的兩個振蕩器是鎖相的,并且由于加速度靈敏度不同,調(diào)諧電壓包含振動信息.該調(diào)諧電壓被縮放并使用自舉技術(shù)應(yīng)用于兩個振蕩器,該技術(shù)避免了PLL的不穩(wěn)定.

在某些Oscillator拓樸中,已經(jīng)觀察到由振動引起的容易檢測的幅度調(diào)制.同樣,矢量屬性需要與頻率調(diào)制矢量匹配,但如果調(diào)制機(jī)制相同則可能是這種匹配.AM探測器輸出需要信號調(diào)理,但對信號的表面檢查表明,相當(dāng)簡單的”強(qiáng)調(diào)”電路可能是必要的.

另一種技術(shù)是通過直接在晶體板上檢測音頻壓電電壓,將晶體用作自己的加速度計.晶體的工作方式類似于駐體麥克風(fēng),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(fù)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(fēng)靈敏度矢量必須與頻率靈敏度矢量對齊.數(shù)字信號處理可用于校正頻率響應(yīng)差異.

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0scillator新思路:降低振動引起的相位噪聲

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