• 正文
    • 一、正確選擇諧振器
    • 二、進行振動篩分
    • 三、被動隔離
    • 四、電子補償
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技術(shù)分享 振蕩器動態(tài)相位噪聲優(yōu)化的4步實操指南

06/03 15:38
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加速度靈敏度是晶體振蕩器對任何方向施加的外力的固有靈敏度。石英振蕩器確實提供了我們所有人每天都依賴的電子設(shè)備的心跳。石英的有用之處在于,如果施加電壓,石英將開始振動。不利的一面是,如果施加振動,石英會產(chǎn)生電壓。該電壓顯示為相位噪聲,并且是真正的阻力。

相位噪聲或頻率變化的大小與施加的力或加速度成正比。力越大,頻率不穩(wěn)定性越大,噪聲越大。由于晶體的加速度敏感性而引起的頻率不穩(wěn)定性會影響振蕩器性能的許多方面,例如:短期穩(wěn)定性和相位噪聲性能。相位抖動種振動引起的相位噪聲會影響數(shù)字通信系統(tǒng)和RF系統(tǒng)的性能。該錯誤將表現(xiàn)為誤碼率的增加。所有石英晶體都表現(xiàn)出一定程度的固有振動敏感性。所以問題仍然存在。該怎么辦?要使加速度敏感性對客戶系統(tǒng)的影響最小化,有許多可解決的方法。

一、正確選擇諧振器

正確選擇諧振器(例如:使用的晶體切割類型):

晶體的切割會對整個系統(tǒng)的性能產(chǎn)生很大的影響。AT切割晶體廣泛用于許多類型的參考時鐘。研究表明,AT切割晶體的性能幾乎與SC切割晶體相同。但是,SC切割晶體的總體伽馬矢量仍遠優(yōu)于AT切割晶體。

晶體安裝結(jié)構(gòu)對于晶體在振動下的性能也起著重要作用。有多種采用不同安裝結(jié)構(gòu)的晶體封裝,但是,根據(jù)我們的經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)采用四點安裝結(jié)構(gòu)的不同腳位封裝在抗振性方面具有最高水平。

通過將晶體固定在4個位置,可以極大地改變封裝的安裝諧振,從而降低振動對性能的整體影響。

選擇合適的晶體后,可以通過篩選所有軸上的加速度敏感度來進一步保證性能。通過在安裝到振蕩器封裝中之前對晶體進行預(yù)篩選,可以降低客戶的成本,并在標準封裝中提供定制解決方案。

二、進行振動篩分

在共振器水平上進行振動篩分(篩分以獲得最佳的g靈敏度):

在Bliley,通過誘導(dǎo)已知大小的正弦或隨機力來執(zhí)行篩選。然后,使用相位噪聲分析儀測量劣化。如果使用給定頻率的正弦波形,將測量由單音引起的雜散。根據(jù)這些數(shù)據(jù),可以計算出諧振器的加速度靈敏度。

如果將隨機頻譜應(yīng)用于晶體,則可以基本上測量整個振動帶寬上的相位噪聲,并根據(jù)給定的PSD計算出g靈敏度。

三、被動隔離

被動隔離(機械阻尼)會對參考時鐘的加速靈敏度產(chǎn)生深遠影響。如果輸入振動減小,則衰減也會減小。被動隔離確實有其缺點,根據(jù)要隔離的內(nèi)容,系統(tǒng)可能會變得相當大。

平臺的諧振頻率也可能是一個大問題。典型的安裝座可以具有3.5到4的透射率,這意味著輸入到系統(tǒng)中的力會被放大。應(yīng)注意不要超過系統(tǒng)的最大排量,否則會損壞隔離器。

這個問題采用低固有頻率隔離方案。從理論上講,低于1 Hz的隔離結(jié)構(gòu)是理想的,但實際上,由于需要阻尼機制和擺動空間,因此這些系統(tǒng)非常大,這就是電子補償?shù)挠锰帯?/p>

四、電子補償

通過采用電子補償,可以最大程度地減小無源隔離系統(tǒng)的尺寸,同時仍能獲得無源安裝的好處。電子補償還將最小化隔離結(jié)構(gòu)諧振頻率的影響。

電子補償提供了卓越的結(jié)果,并且可以實現(xiàn)比標準晶體少兩個數(shù)量級的振動不靈敏性水平。

使用的典型補償方案可以覆蓋大約500Hz的振動,而隔離結(jié)構(gòu)以大約120Hz開始衰減。

如此寬的分頻范圍能夠大大提高晶體的性能,并從根本上為客戶提供抗振動參考信號。

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深圳揚興科技有限公司(下面簡稱:YXC),自2010年成立以來,一直專注于時鐘頻率器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體高新技術(shù)企業(yè)。 公司主營產(chǎn)品包括晶振、可編程振蕩器、(VC)TCXO、三級鐘、鎖相環(huán)芯片以及實時時鐘芯片等。研發(fā)產(chǎn)品通過了AEC-Q200、IATF16949車用體系認證及ISO14001-環(huán)境管理體系、ISO9001質(zhì)量管理等體系認證,全頻率產(chǎn)品生態(tài)鏈廣泛應(yīng)用于車載、通信、工業(yè)、醫(yī)療和軍工等領(lǐng)域。 近年來,公司不斷加大對時鐘芯片、MEMS及高穩(wěn)晶振的研發(fā)投入,匯聚了一批來自海內(nèi)外的行業(yè)高端人才,先后成立了臺灣半導(dǎo)體研發(fā)中心和華南頻率器件生產(chǎn)中心,成為國內(nèi)首家可編程晶振廠商,并獲得國家級專精特新小巨人、綠色工廠等榮譽稱號。 YXC秉承著”賦予科技生命力,攜手伙伴共富足”的使命,以“成為國際一流的時鐘頻率器件服務(wù)商”為愿景,堅持技術(shù)創(chuàng)新和價值創(chuàng)造,為成就全球客戶的卓越貢獻自己的力量。