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高穩10M晶振設計思路

我們常見的晶振有27M晶振、65.536M晶振、100M晶振、16M晶振、125M晶振、85M晶振、8M晶振、12M晶振,晶振的主要特性之一是工作溫度內的穩定性,它是決定振蕩器價格的重要因素。穩定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價格亦愈高。今天本文給出了高穩10M晶振的設計方案,大家可以參考一下。
  主要目標:10MHZ晶振,1HZ相噪-110~-120,秒穩5E-13~1E-12
  原理框圖如下:

  主要思路:
  1.  我認為首先要去除電路的噪聲,保證晶體的高Q值能得到發揮,套用一句廣告詞:"留住最真的".電路的噪聲有2個方面,電源引入波動/噪聲和電路自身的噪聲,因此擬采用2次穩壓電路,2次濾波電路。對外部電源的波動,先用一次LDO穩壓,輸出供內部核心電路使用,包括內槽恒溫控制電路也使用此穩壓。再對所有RF電路進行2次穩壓,并結合有源濾波,對10HZ以上的噪聲進行衰減濾除。最后還要對主振級電路進行超低頻低通濾波,截止頻率希望做到0.1Hz,以保證近端相位噪聲的純凈。
  2.  使用高Q值低老化晶體,但晶體Q值不可能無限高,據說BVA的晶體很好,但市場上買不到,也是白搭。一個做法就是減小晶體的激勵和接入系數,提高有載Q值。還有所謂的Q值倍增法,很多文章書上討論過,但從公布的測試數據看,并不比現有的技術做得更好,實際應用中也很少見到。不過既然理論計算是對的,那就應該有可取之處,我準備試試看。
  3.  ALC電路控制輸出幅度,這個或許可以不要。
  4.  多級緩沖,保證輸出幅度,減小負載效應,同時又控制引入的噪聲,這個比較困難。
  5.  使用晶體濾波器輸出,對10KHz以上的噪聲濾一下,改進遠端相噪,作為可選項目。
  6.  使用雙層恒溫及較厚的殼體,提高對快速環境溫度變化的適應性,但縮短了工作溫度范圍,提高了尺寸和功耗,延長了開機時間,不過這對做標準用的高溫晶振應該不是大問題。
  7.  考慮電磁屏蔽和減振,以減小這方面可能造成的影響。


點擊次數:  發布日期:2013-07-05  【打印此頁】  【關閉
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