标签: 低噪声晶振

低噪声晶振主要减少振荡器内部噪声对输出信号的影响，以获得短期频率稳定性的晶体振荡器。噪声会引起输出信号频率的随机起伏：起伏小，稳定度越高。 晶振噪声的由来 晶振的短期频率稳定度由噪声引起导致的频率不稳定。其中，电噪声是根本原因，包括热噪声，散弹噪声，以及闪变噪声。导体的无规律热运动带来热噪声。改善毫秒级稳定度可以降低闪相噪声，白相噪声。 改善噪声的方法 1. 晶振IC 晶振内部IC包含晶体管，二极管，电阻，电感，电容。这些元件都存在噪声。 电容和电感：有功电阻小，可视为无噪声元件。 晶体管：作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。振荡器的噪声主要来自晶体管的内部。应减少晶体管的数量或者采用噪声低的晶体管。 2. 晶片Q值 除IC以外，石英晶体需要有尽量高的在线Q值，这是保证高频率稳定性，低噪声，低老化的重要条件。 3. 激励电平 振荡输出信号中的噪声和晶体的激励电平有关。激励电平是晶体在工作时消耗的电量，通常以毫瓦和微瓦来表示。提高激励电平可以改善振荡器的短期频率稳定性。 Drive Level = (Irms2x R) Irms =测得的流经石英晶体的均方根电流； R = 石英晶体的最大电阻 频域和时域的关系 从频域来看，对应的参数是相位噪声Phase Noise；从时域来看，对应的参数是抖动Jitter。时间和频域之间的关系互为倒数Time=1/Frequency。 1. 抖动: 总抖动=随机抖动+确定性抖动： 随机抖动是无界的，不可预测，通常由热噪声引起。如果幅度足够大，会导致随机时序误差或者抖动。 确定性抖动在幅度上是有界的，可预测，信号上升和下降时会导致数据幅度不规则，逻辑电平可能会不规则。 2. 相位噪声的形成因素主要三方面： A区主要是晶体Q值来决定。高频晶体有很高的近载波相位噪声, 因为他们有低的Q值和更宽的边带。 B区主要是晶体外围电路(包括IC)来决定。 C区主要是信号输出(白噪声)来决定。

低噪声振荡器主要是减少了振荡器内部噪声对输出信号的影响，短期频率稳定度好。主要应用在精密电子设备，无线电定位，高速目标跟踪等领域。 从频域来看，对应的参数为相位噪声; 从时域来看，对应的参数为抖动. 时间和频域之间的关系互为倒数Time=1/Frequency 相位噪声的形成因素主要三方面: A区: 主要是晶体Q值来决定。 B区: 主要是晶体外围电路(包括IC)来决定。 C区: 主要是信号输出(白噪声)来决定。 如何设计低噪声晶振? 选择高Q值晶体，即晶体的品质因数 高Q值的晶体频率越稳定。晶体的Q值和晶片的切型有关系。 AT切 的晶体的等效串联电阻和 SC切 差不多，但是没有SC切的应力补偿作用。所以AT切晶振的相位噪声比SC切差大概10dBc/Hz以上。 2. 合适的激励电平 提高激励电平可以增大振荡电路的信噪比，提高晶振的短期稳定度。但是也不能过高，高激励电平会使晶体工作不正常。