石英晶振晶体振荡器原理

如题所述

石英晶体振荡器因其高频率稳定度,在电子技术领域中占据重要地位,尤其是在信息技术快速发展的今天。它在远程通信、卫星通信、移动设备、GPS导航、航空航天等领域发挥着核心作用,是其他振荡器无法替代的频率基准源或脉冲信号源。针对便携式产品的需求,如移动电话,要求晶体振荡器小型化、低噪声、高精度和高频化。



石英晶体振荡器主要有非温度补偿、温度补偿(TCXO)、电压控制(VCXO)、恒温控制(OCXO)和数字化补偿(DCXO/MCXO)等类型。其中,非温度补偿型如SPXO,其结构包括高Q值的晶体谐振器和反馈式振荡电路。当施加交变电压时,晶体产生机械振动,形成压电谐振,形成高稳定频率源。



TCXO通过额外的温度补偿电路,如直接补偿(利用热敏电阻)或间接补偿(模拟或数字式),减小温度变化对频率的影响。目前,日本在TCXO领域占据领先地位,产品尺寸不断缩小,频率稳定度可达±0.05ppm。高精度、低功耗和小型化仍是TCXO研究的重点,但面临技术挑战。



VCXO则通过外部电压控制频率,如精工·爱普生公司的VG-2320SC,它在移动通信中的应用广泛,频率稳定度要求在移动电话中通常为±1.5ppm。同时,还有其他厂商生产的VCXO,频率范围广泛,可提供频率牵引度。



OCXO通过恒温槽控制,如Oak公司的4895型,频率稳定度极高,尤其适合高精度应用。尽管体积缩小面临困难,但市场需求推动着OCXO的高频化和低相位噪声发展。



国内和国外厂商如金石、NibonDempaKogyo、摩托罗拉等都在石英晶体振荡器生产上有所贡献,但与国际先进水平相比,仍存在片式化、小型化和高频化等技术差距。为了提升竞争力,国内企业需加快研发,缩小差距,并关注新兴振荡器技术如视频发生器的研究与应用。





扩展资料

石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。起产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的, 广泛应用于各种电子产品中。

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