100M晶振使用三種晶體的相位噪聲比較

1、100M晶振使用三種晶體的相位噪聲比較2010-05-24 20:33:14作為恒溫晶振OCXO或溫補晶振TCXO, 100MHz是一個常用的頻率。從切型和振動模式來看，常用的有 以下3種晶體：AT切3次泛音、AT切5次泛音、SC切5次泛音。前一種通常用來制作溫補晶振TCXO， 后2種用來制作恒溫晶振OCXO。這是因為： AT切晶體在非恒溫的情況下，在寬溫度范圍內(nèi)（一40+85）其頻率溫度變化要小于SC切的晶 體，適合于溫補晶振。AT切晶體的頻率牽引率較大，適合于溫補晶振。良好設(shè)計的5次泛音的晶體比3次泛音的晶體Q值更高，相噪、老化、穩(wěn)定度都會更好，更適 合做恒溫晶振。為了試驗晶體的Q值與相位

2、噪聲之間的關(guān)系，選擇了 3種晶體進行試驗。3種晶體如下：AT切3次泛音，Q值約為50K （UM1封裝）。AT切5次泛音，Q值約為90K （UM1封裝）。SC切5次泛音，Q值約為130K （35U封裝）。電路的基本結(jié)構(gòu)相同，但有一些變化。晶體A沒有加恒溫電路，電源供電為5V，主振級使用4V的穩(wěn)壓電壓。晶體B恒溫到70度附近，電源供電為5V，主振級使用4V的穩(wěn)壓電壓。晶體C恒溫到90度附近，電源供電為12V，主振級使用8V的穩(wěn)壓電壓。輸出幅度都在9dBm左右。測試相噪結(jié)果如下：AT3-100MHZ-3SC5-100MHz-54叫朝fESS。 SC5-100MHz-54叫朝fESS。 Cani切：

3、woEK Hz No 漸由節(jié)：口：51 - JT：35：;iMerkel FremienY -XilllUitudero10100IK10K100KIML(f dBe H vs f Ilz要從理論上來解釋這個結(jié)果，有些困難甚至有些牽強。不過我還是嘗試一下。 先看遠端10KHz以外的相噪，晶體C最好，這或許是因為使用了較高的電源電壓，因此輸出信噪比 較好。晶體A與B相比，A的遠端相噪較好，這可能是基于以下2點：晶體A的電路沒有恒溫，熱噪聲較低。晶體A是三次泛音晶體，雖然Q值低，但諧振阻抗RS也低，因此主振級輸出幅度較大， 信噪比提高。再來看近端10HZ處的相噪，幾種晶體沒有太大的區(qū)別，恒溫和非恒溫也沒有什么區(qū)別。一般上理論 認為，晶振的相位噪聲，近端取決于晶體，遠端取決于電路。近端相位噪聲正比于晶體Q值的4次方。這 點在我的試驗中沒有得到體現(xiàn)。我認為可能的原因在于：近端仍舊是電路的噪聲在起主要作用，高Q值晶體的效果沒有得到發(fā)揮。晶體的有載Q值比空載Q值下降很多，以至于各種晶體的有載Q值差別不大，所以相噪相 差不大。總結(jié)來說，在低噪聲晶振的設(shè)計中，電路是非常重要的環(huán)節(jié)，振蕩電路應(yīng)該要使晶體的有載Q值不致下降 很多，并且電路附加的噪聲要足夠小。一般性的設(shè)計中，不必一味追求晶體的高