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ASE-48.000MHZ-LC-T+ECS-TXO-3225:介绍振荡器类型

2018-01-10 08:35更新
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振荡器是一种通过其输出端产生交流信号的装置。术语“振荡”可以定义为“以规则的速度前后移动”。振荡器产生一个信号,通过将其输入端的直流电压转换为其输出端的重复交流电压。一个振荡器将包括一个放大器和一个滤波器/耦合网络,使用正反馈环路工作。大多数情况下,这些都将采用密封包装。这对于许多应用是有用的,例如控制数字处理器的速度,产生时钟信号,创建载波发生器或接收器,或其他几个应用。

目前市场上有几种不同类型的振荡器,包括晶体振荡器,MEMS,压控晶体振荡器,温度补偿晶体振荡器等等。本文将介绍一些主要类型的振荡器。

振荡器的一些关键参数是工作频率,电源电压,输出信号和频率稳定度。还有更多的考虑,但这些是一些较大的。

晶体振荡器(XO)

有几种不同类型的振荡器。 其中最受欢迎的是晶体振荡器(XO)。 石英晶体是产生时钟信号的最流行的方法之一。 这就是“晶体振荡器”这个名字的来源。 一个晶体振荡器不仅仅是一块晶体,而且还是一个设计用于产生适合特定负载的某种信号的电路。 晶体是决定频率和频率固定的因素。 除了频率之外,输出的类型也很重要。 如果一个器件需要一个带有TTL信号的时钟,那么应该选择一个具有TTL输出的振荡器。 这种振荡器的例子是来自Abracon LLC的ASE-48.000MHZ-LC-T。

 ASE

Abracon的ASE-48.000MHZ-LC-T 48 MHz晶体振荡器

 振荡器经常进入一个专有系列,它们都遵循类似的零件编号方案。 ASE-48.000MHZ-LC-T属于这样一个部件编号方案。编号方案通常将包含指定振荡器属于哪个系列的前缀。之后,通常会有一个频率标注,通常以MHz为单位。操作温度通常是一个选项。两个最常见的温度范围是-20˚C〜70˚C和-40˚C〜85˚C。频率稳定性通常会在这里被调出。

根据Abracon提供的术语表,频率稳定度是指在整个工作温度范围内“与25˚C时的测量频率相比的最大允许频率偏差”。 ASE系列只有CMOS输出,所以在文档中没有提到。振荡器设计用于驱动特定的负载。晶体和振荡电路可以提供具有逻辑电平输出的信号。有几种不同类型的输出将被设计用来满足它所驱动的逻辑需求,例如TTL,CMOS,HCMOS和削波正弦波。检查需要振荡器时钟输出器件是谨慎的。这将告诉用户从振荡器需要哪种逻辑输出。下图显示了ASE系列的部件编号方案。

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Abracon的ASE系列零件编号方案

MEMS振荡器

基于MEMS的振荡器产生与晶体振荡器相同的结果,但做得不同。 MEMS代表“微电子机械系统”。这在模具中使用蚀刻硅,就像具有谐振频率的音叉那样工作。晶体振荡器在制造过程中将涉及两种技术。需要制造石英芯片,这是困难和昂贵的。这需要与振荡电路结合,在制造过程中引起额外的步骤。这导致更高的成本和更长的交货时间。 MEMS振荡器将只使用高度自动化和比石英晶体制造更便宜的硅技术。这导致成品的成本更低。 MEMS振荡器通常比晶体振荡器消耗更少的电流,使其成为电池供电应用的最佳选择。它们也比晶体振荡器更容忍严重的振动和冲击。

MEMS 振荡器的例子是来自SiTime的 SiT8008B。

STI8008

压控振荡器(VCXO)

顾名思义,压控振荡器能够根据不同的输入电压改变其频率。通常会有一个控制引脚可以施加一个变化的电压来改变输出电压。制造商通常会指定文件中的“控制电压”这是控制输出频率的电压。通过在晶体上串联一个变容二极管来控制频率。变容二极管将根据其输入电压改变其内部电容。变容二极管是一个反向偏置二极管,根据耗尽区的大小来改变其电容。随着施加更多的电压,耗尽区域变大,导致电容值下降。这最终使用户能够控制振荡器的频率输出。这在像锁相环或需要补偿温度的网络中是非常有用的。通过为控制引脚建立反馈环路,可以自动控制压控振荡器的频率。压控振荡器的一个例子是来自图6中CTS-Frequency Controls的357LB3I027M000。

 CTS

CTS-Frequency Controls的357LB3I02M000电压控制振荡器

温度补偿振荡器(TCXO)

温度补偿振荡器是为了补偿最终改变输出频率的温度变化。这些对于具有动态环境的应用程序非常有用。

蜂窝电话就是一个很好的例子,它在整个使用寿命期间暴露在热和冷的环境中。智能手机中的微处理器将受到冬季和夏季的气候影响,但预计在所有情况下都会运行。温度补偿振荡器使用补偿网络来调整温度变化。这些是电压控制振荡器和恒温控制振荡器(OCXO)之间的桥梁,它比典型的温度控制振荡器更昂贵并且消耗更多功率。

温度补偿网络通常由热敏电阻和变容二极管组成。基于补偿网络的输出电压,变容二极管会改变晶体的负载。该操作与压控振荡器非常相似,但也具有热敏电阻以帮助补偿温度。温度补偿振荡器的一个例子是来自ECS Inc.的ECS-TXO-3225-147.4-TR。如图所示。

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ECS Inc的ECS-TXO-3225-147.4-TR温度补偿振荡器

结论

关于振荡器的更多可以说比这篇文章中提到的更多。 这里的基本点是说明有不同类型的振荡器可以更好地服务于不同的应用。 虽然他们都致力于实现向设备提供时钟信号的相同目标,但他们以不同的方式进行操作。


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