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晶体振荡器的的稳定度

晶体振荡器频率稳定度是振荡电路的重要技术指标，在一般LC振荡电路中，尽管采取各种稳频措族，其频率稳定仅能达到10负4次方~10负5次方量级。如果要求频率稳定度优于10负5次方量级，就必须采用晶体振荡电路。晶体振荡电路是采用石英谐振器作为振荡回路元件的电路，它是利用石英谐振器的谐振特性控制和稳定振荡电路的振荡频率。石英谐振器是从石英晶体中按一定方位角切下为AT、BT、CT、DT、ET、GT和X+5等切型。常用的几种切型的主要性能见表5.3-3石英片的振动具有多谐性，除基频振动外，还有奇次谐波的泛音振动。一个石英谐振器既可利用其基频振动，也可利用其泛音振动，前者称为基音晶体，后者称为泛音晶体。泛音晶体和基音晶体的等效电路（见图5.1-10)相同，但参数值不同。泛音频率与基音频率不成整数倍关系，只在奇数倍附近，且不能同时存在。泛音晶体一般利用3次和5次的泛音振动，而很少采用9次以上的泛音振动。由于石英谐振器具有极高的Q值，很小的P值,良好的物理与化学稳定性以及很高的回路标准性，因而，晶体振荡电路具有很高的频率稳定度。一般采用低精度石英谐振器时，频率稳定度可达10负5次方量级。

晶体振荡器的选用

晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台，微波通信设备，程控电话交换机，无线电综合测试仪，BP机、移动电话发射台，频率计数器、GPS、遥控移动设备等。它有多种封装，特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型：电压控制晶体振荡器（VCXO）、温度补偿晶体振荡器（TCXO）、恒温晶体振荡器（OCXO），以及数字补偿晶体振荡器（MCXO或DTCXO），每种类型都有自己的性能。如果需要使设备即开即用，您就必须选用VCXO或温补晶振，如果要求稳定度在0.5ppm以上，则需选择数字温补晶振（MCXO）。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm～0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下，如果需要信号稳定度超过0.1ppm的，可选用OCXO。 晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性，它是决定振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽，器件的价格亦愈高。工业级标准规定的-40～+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯，倘若-30～+70℃已经够用，那么就不必去追求更宽的温度范围。设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要，然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多。晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同，有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化，也就是说在产品使用的一年，这种现象才较为显著。例如，使用10年以上的晶体，其老化速度大约是一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况，也可以采用调节的办法解决，比如，可以在控制引脚上施加电压（即增加电压控制功能）等。

晶体振荡器的作用