VCXO Oscillator線性度與調(diào)諧范圍對相位噪聲的影響
　　海外進口的VCXO振蕩器在實際需求中越來越大,很多產(chǎn)品都要用到高性能的VCXO晶振系列,如果你對壓控只是片面的了解,可能認為只是具有電壓控制,低相噪,低抖動,低功耗,低電壓,高精度,高穩(wěn)定性等作用.但是卻不明白具體的原因.如果要更加深層次的了解VCXO,就要從它的線性度,調(diào)諧范圍和相位噪聲等多方面去了解,以下是Wenzel晶振公司提供的相關資料.
　　壓控晶體振蕩器通常采用變?nèi)荻O管,通過施加調(diào)諧電壓來改變振蕩頻率.調(diào)整范圍從百萬分之一到幾百ppm不等.設計注意事項包括調(diào)諧線性度,調(diào)諧帶寬,調(diào)諧范圍,調(diào)諧期間的輸出電平穩(wěn)定性,調(diào)諧后漂移,相位噪聲和穩(wěn)定性.
　　線性通常指定為相對于調(diào)整曲線的直線擬合的總調(diào)整偏差的百分比.10%的線性度規(guī)格將允許與1KHz調(diào)諧范圍的振蕩器的最佳直線擬合相差100Hz.潛在的問題是,這種偏差會在范圍的一端迅速出來,如下所示.盡管石英晶體振蕩器符合相當嚴格的線性指標,但在曲線頂部的斜率明顯較低.對于調(diào)諧斜率會影響環(huán)路穩(wěn)定性的PLL系統(tǒng),除了線性百分比外,還應指定曲線上所有點的最小和最大調(diào)諧斜率.

　　調(diào)諧帶寬主要由將調(diào)諧電壓連接到變?nèi)荻O管的電路來設置.高調(diào)諧帶寬通常很容易實現(xiàn),但要注意突然滾降引起的實質(zhì)性相移.嘗試指定比PLL所需帶寬大約三到十倍的帶寬.或者,指定滾降特性另外十年.
　　調(diào)諧范圍應保持盡可能低,以降低振蕩器對調(diào)諧線上噪聲的敏感性.切記要結(jié)合溫度漂移和長期老化來考慮.
　　寬拉VCXO石英晶振通過會在調(diào)諧時將輸出電平改變幾dB.如果重要,請確保指定輸出電平的穩(wěn)定性.
　　VCXO中的調(diào)整后漂移相對較小,但不為零.調(diào)諧后,由于晶體和變?nèi)荻O管達到新的熱平衡,可能會出現(xiàn)少量漂移.
　　通過,為獲得較大的調(diào)諧范圍而必須進行的電路修改會降低相位噪聲和穩(wěn)定性,并且調(diào)諧電壓必須低噪聲.
計算調(diào)諧端口對振蕩器相位噪聲的影響:
　　通過對調(diào)諧靈敏度和電壓噪聲密度和乘積求平方,可以簡單的計算出由于輸入噪聲導致的壓控晶體振蕩器相位噪聲的頻譜密度Sy(f).例如,考慮一個調(diào)諧靈敏度為0.5ppm且調(diào)諧線上的白噪聲電壓為100nV/root-Hz的10MHz振蕩器:

　　通過將頻譜密度Sy(f)乘以載波頻率平方,再除以偏移頻率平方,可以得到相位噪聲頻譜密度.在此示例中,將按以下方式計算100Hz偏移處的相位噪聲:

其中S(100)是100Hz偏移處的相位噪聲頻譜密度.
　　請注意,偏移頻率的平方在分母中,因此由白色調(diào)諧噪聲引起的相位噪聲會以每十年20dB的幅度下降.
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