Bliley如何防止BTCS3-16MHZMCN-BCCT振蕩器中的頻率擾動

頻率擾動也稱為活動驟降，很難在晶體振蕩器中發(fā)現(xiàn)。但一個小小的干擾就可能導(dǎo)致應(yīng)用信號出現(xiàn)重大問題，包括在GPS或?qū)椣到y(tǒng)中。

想象一下發(fā)射一枚導(dǎo)彈，然后失去對其導(dǎo)航的控制。或者得到一個非常不準(zhǔn)確的飛機(jī)GPS速度讀數(shù)。這些（以及許多其他問題）可能是由于未能發(fā)現(xiàn)晶體中的活性下降而引起的。

在本文中，我們將幫助您理解什么是頻率擾動以及如何防止頻率擾動在石英晶體振蕩器中發(fā)生。

什么是頻率擾動？

在晶體共振期間可以激發(fā)許多不同類型的模式。“耦合模式”通常被稱為活動驟降或頻率擾動，當(dāng)兩個或多個受激模式/諧波以相同的速率脈動時就會出現(xiàn)。許多模式及其相應(yīng)的諧波會在特定溫度下耦合到主模式中，導(dǎo)致晶體性能下降。

活動下降也會導(dǎo)致頻率變化特定溫度范圍。在某些情況下，這種頻率偏差會使振蕩完全停止。這些活性下降在較小的石英晶體中更為常見。

頻率擾動在信號處理過程中會產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，由活動下降引起的頻率尖峰會在GPS接收機(jī)中引起兩個主要問題:

1. GPS可能會將頻率尖峰錯誤地解釋為速度變化。
2. 強(qiáng)烈的頻率尖峰會導(dǎo)致GPS與衛(wèi)星.

振幅和梯度

活動驟降必須考慮振幅和梯度。它們的定義如下：

幅度=峰峰值ppm

梯度= ppm/C

活動度下降可能發(fā)生在從半度偏差到幾度偏差的任何地方。不同的應(yīng)用在不同的溫度范圍內(nèi)可以承受不同水平的頻率擾動。

這就是為什么必須注意應(yīng)用可以承受多大的幅度或梯度尖峰。芯片組、軟件或系統(tǒng)應(yīng)用的類型會影響應(yīng)用的容差。

回到我們的GPS示例，GPS接收機(jī)可以在某種程度上跟蹤頻率峰值，但受到其載波跟蹤環(huán)路的限制。它們的容差會受到循環(huán)類型、順序和帶寬.

防止晶體振蕩器中的頻率擾動

要完全消除所有晶體振蕩器中的頻率擾動非常困難。在生產(chǎn)過程中，每顆石英晶體都必須經(jīng)過仔細(xì)測試，以發(fā)現(xiàn)哪怕是半度溫度偏差帶來的活性下降。

如前所述，一個小的活動下降可能會在短時間內(nèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的操作問題，甚至徹底中斷信號。在工作溫度范圍內(nèi)在環(huán)境控制室中測試晶體是發(fā)現(xiàn)這些討厭的頻率擾動的最有效方法之一。

防止頻率擾動的最佳方法之一是選擇值得信賴的晶體振蕩器制造商，該制造商使用最先進(jìn)的測試設(shè)備來捕捉即使是最小的活動驟降。Bliley擁有超過85年的制造全宇宙最高質(zhì)量和最值得信賴的水晶的經(jīng)驗(yàn)！我們生產(chǎn)全系列的高性能晶體振蕩器. 

防止頻率擾動和漂移的另一種方法是定位并消除頻率漂移的主要來源。具有挑戰(zhàn)性的部分是，有這么多可能的來源等待擺脫您的應(yīng)用程序的頻率。



晶體振蕩器能否在額定溫度范圍之外工作？

晶體振蕩器會在其指定溫度范圍之外工作嗎？這是一個常見的問題，簡短的回答是:是的，但這很復(fù)雜.

例如，如果晶振的額定溫度范圍為0°C至60°C，則在-40°C至85°C的溫度范圍內(nèi)很可能不會出現(xiàn)任何問題，但也有可能超出額定穩(wěn)定性范圍。如果應(yīng)用只需要穩(wěn)定的頻率而不是精確的頻率，這可能無關(guān)緊要。

下面是同一振蕩器在兩個不同溫度范圍內(nèi)的測試結(jié)果。左邊的是從-20到70攝氏度。如您所見，它非常穩(wěn)定。右邊的溫度范圍是-40到85℃，在極端溫度下不太穩(wěn)定。

簡單來說，如果溫度穩(wěn)定性對您的系統(tǒng)至關(guān)重要，那么在規(guī)格范圍內(nèi)工作是必要的.

在規(guī)定溫度范圍之外運(yùn)行導(dǎo)致的問題

出于各種原因，我們不建議晶振在其額定溫度范圍之外工作。最顯著的原因是極端溫度升高可能導(dǎo)致更大的頻率漂移。

另一個可能發(fā)生的現(xiàn)象是加速石英晶體老化，這會影響穩(wěn)定性和頻率精度。

可能發(fā)生的一些最嚴(yán)重的問題是活動量下降。在OCXO中，這可能只是由于振蕩器的運(yùn)行溫度高于烤箱的設(shè)置溫度。在活動浸泡中，烤箱將關(guān)閉，如下圖所示。

活性下降也會導(dǎo)致晶體振蕩器在特定溫度下完全停止振蕩。制造商通常圍繞這個問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，但不能保證它超出指定范圍。

對于需要小心用電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來說，重要的是要知道OCXO通常也會消耗更多的電流來保持烤箱在較低的溫度下工作。石英晶體振蕩器的功耗在-20°C時可以接受，但在-40°C時就不行了。

總之:盡量保持在振蕩器工作溫度范圍內(nèi)

綜上所述，雖然您可以在指定的溫度范圍之外操作晶體振蕩器，但我們不建議這樣做。

最好的做法是提前了解所需的溫度范圍，并盡可能堅(jiān)持下去。如果您運(yùn)行的設(shè)備不符合制造商的規(guī)格，可能會出現(xiàn)各種問題，從僅僅令人討厭到系統(tǒng)癱瘓。