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晶振噪聲的由來及改善方法

2022年08月27日 09:34 KOAN晶振 作者:KOAN晶振 用戶評論(0

低噪聲晶振主要減少振蕩器內部噪聲對輸出信號的影響,以獲得短期頻率穩定性的晶體振蕩器。噪聲會引起輸出信號頻率的隨機起伏:起伏小,穩定度越高。

晶振噪聲的由來

晶振的短期頻率穩定度由噪聲引起導致的頻率不穩定。其中,電噪聲是根本原因,包括熱噪聲,散彈噪聲,以及閃變噪聲。導體的無規律熱運動帶來熱噪聲。改善毫秒級穩定度可以降低閃相噪聲,白相噪聲。

改善噪聲的方法?

晶振IC

晶振內部IC包含晶體管二極管電阻,電感,電容。這些元件都存在噪聲。

電容和電感:有功電阻小,可視為無噪聲元件。

晶體管:作為一種可變電流開關,能夠基于輸入電壓控制輸出電流。振蕩器的噪聲主要來自晶體管的內部。應減少晶體管的數量或者采用噪聲低的晶體管。

晶片Q值

除IC以外,石英晶體需要有盡量高的在線Q值,這是保證高頻率穩定性,低噪聲,低老化的重要條件。

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激勵電平

振蕩輸出信號中的噪聲和晶體的激勵電平有關。激勵電平是晶體在工作時消耗的電量,通常以毫瓦和微瓦來表示。提高激勵電平可以改善振蕩器的短期頻率穩定性。

Drive Level = (Irms2?x R)

Irms =測得的流經石英晶體的均方根電流;?

R = 石英晶體的最大電阻

KOAN低抖動晶振

低噪聲晶振在精密電子儀器,無線電定位,高速目標跟蹤,宇航通信等領域。KOAN有多款低抖動晶振可供選擇。

?頻域和時域的關系 從頻域來看,對應的參數是相位噪聲Phase Noise;從時域來看,對應的參數是抖動Jitter。時間和頻域之間的關系互為倒數Time=1/Frequency。??

抖動

總抖動=隨機抖動+確定性抖動:

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隨機抖動是無界的,不可預測,通常由熱噪聲引起。如果幅度足夠大,會導致隨機時序誤差或者抖動。

確定性抖動在幅度上是有界的,可預測,信號上升和下降時會導致數據幅度不規則,邏輯電平可能會不規則。

相位噪聲

相位噪聲的形成因素主要三方面:

A區主要是晶體Q值來決定。高頻晶體有很高的近載波相位噪聲, 因為他們有低的Q值和更寬的邊帶。

B區主要是晶體外圍電路(包括IC)來決定。

C區主要是信號輸出(白噪聲)來決定。

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審核編輯:湯梓紅

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