在晶振電路設(shè)計中,近端和遠(yuǎn)端的相位噪聲會受到不同因素的影響。通常,晶振的近端相噪主要由晶體自身的參數(shù)決定,而遠(yuǎn)端相噪則更多地依賴于晶體匹配的振蕩IC的特性。電性能參數(shù),如起振時間、負(fù)載電容、負(fù)性阻抗,都對近端和遠(yuǎn)端相位噪聲都有重要影響。
建議優(yōu)先確保近端的穩(wěn)定性,同時通過適當(dāng)減少晶體電流和負(fù)載電容來改善近端相噪。另外,通過增加電流可以優(yōu)化遠(yuǎn)端的相噪表現(xiàn)。
起振時間(T)
起振時間的長短主要由晶體的諧振電阻和振蕩器的負(fù)性阻抗共同決定。高Q值的晶體諧振電阻較小,因此起振速度更快。

其中:諧振電阻R,負(fù)電阻Rˉ、動態(tài)電感L、動態(tài)電容C1、頻率ω、k為常數(shù)(12~30)。
負(fù)性阻抗(Rˉ)
KOAN振蕩器的負(fù)性阻抗通常設(shè)計為晶體諧振電阻的3至20倍,這樣可以有效加快起振過程并提高振蕩的穩(wěn)定性。負(fù)性阻抗的倍數(shù)越高,起振速度越快。

其中:gm為跨導(dǎo),與振蕩IC的設(shè)計相關(guān)。在負(fù)載電容CL較小的情況下,增加gm的值可以提高負(fù)性阻抗,從而加快起振。
負(fù)載電容(CL)
負(fù)載電容的大小不僅影響振蕩器的負(fù)性阻抗,還會對近端和遠(yuǎn)端相噪帶來不同的影響:
小的CL:較小的負(fù)載電容使負(fù)性阻抗變大,起振速度更快,牽引量更大,但同時也更容易受到雜散電容的影響。這對近端相噪有利,但可能增加遠(yuǎn)端相噪。
大的CL:較大的負(fù)載電容會減小負(fù)性阻抗,導(dǎo)致起振速度較慢,但雜散電容的影響較小,有助于提升遠(yuǎn)端相噪的穩(wěn)定性,可能對近端相噪不利。
在設(shè)計晶振電路時,建議根據(jù)應(yīng)用需求在相噪、起振時間和負(fù)載電容之間進(jìn)行合理權(quán)衡,以優(yōu)化電路性能。
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