Bliley如何防止BTCS3-16MHZMCN-BCCT振荡器中的频率扰动

Bliley如何防止BTCS3-16MHZMCN-BCCT振荡器中的频率扰动

频率扰动也称为活动骤降，很难在晶体振荡器中发现。但一个小小的干扰就可能导致应用信号出现重大问题，包括在GPS或导弹系统中。

想象一下发射一枚导弹，然后失去对其导航的控制。或者得到一个非常不准确的飞机GPS速度读数。这些（以及许多其他问题）可能是由于未能发现晶体中的活性下降而引起的。

在本文中，我们将帮助您理解什么是频率扰动以及如何防止频率扰动在石英晶体振荡器中发生。

什么是频率扰动？

在晶体共振期间可以激发许多不同类型的模式。“耦合模式”通常被称为活动骤降或频率扰动，当两个或多个受激模式/谐波以相同的速率脉动时就会出现。许多模式及其相应的谐波会在特定温度下耦合到主模式中，导致晶体性能下降。

活动下降也会导致频率变化特定温度范围。在某些情况下，这种频率偏差会使振荡完全停止。这些活性下降在较小的石英晶体中更为常见。

频率扰动在信号处理过程中会产生负面影响。例如，由活动下降引起的频率尖峰会在GPS接收机中引起两个主要问题:

1. GPS可能会将频率尖峰错误地解释为速度变化。
2. 强烈的频率尖峰会导致GPS与卫星.

振幅和梯度

活动骤降必须考虑振幅和梯度。它们的定义如下：

幅度=峰峰值ppm

梯度= ppm/C

活动度下降可能发生在从半度偏差到几度偏差的任何地方。不同的应用在不同的温度范围内可以承受不同水平的频率扰动。

这就是为什么必须注意应用可以承受多大的幅度或梯度尖峰。芯片组、软件或系统应用的类型会影响应用的容差。

回到我们的GPS示例，GPS接收机可以在某种程度上跟踪频率峰值，但受到其载波跟踪环路的限制。它们的容差会受到循环类型、顺序和带宽.

防止晶体振荡器中的频率扰动

要完全消除所有晶体振荡器中的频率扰动非常困难。在生产过程中，每颗石英晶体都必须经过仔细测试，以发现哪怕是半度温度偏差带来的活性下降。

如前所述，一个小的活动下降可能会在短时间内导致严重的操作问题，甚至彻底中断信号。在工作温度范围内在环境控制室中测试晶体是发现这些讨厌的频率扰动的最有效方法之一。

防止频率扰动的最佳方法之一是选择值得信赖的晶体振荡器制造商，该制造商使用最先进的测试设备来捕捉即使是最小的活动骤降。Bliley拥有超过85年的制造全宇宙最高质量和最值得信赖的水晶的经验！我们生产全系列的高性能晶体振荡器. 

防止频率扰动和漂移的另一种方法是定位并消除频率漂移的主要来源。具有挑战性的部分是，有这么多可能的来源等待摆脱您的应用程序的频率。



晶体振荡器能否在额定温度范围之外工作？

晶体振荡器会在其指定温度范围之外工作吗？这是一个常见的问题，简短的回答是:是的，但这很复杂.

例如，如果晶振的额定温度范围为0°C至60°C，则在-40°C至85°C的温度范围内很可能不会出现任何问题，但也有可能超出额定稳定性范围。如果应用只需要稳定的频率而不是精确的频率，这可能无关紧要。

下面是同一振荡器在两个不同温度范围内的测试结果。左边的是从-20到70摄氏度。如您所见，它非常稳定。右边的温度范围是-40到85℃，在极端温度下不太稳定。

简单来说，如果温度稳定性对您的系统至关重要，那么在规格范围内工作是必要的.

在规定温度范围之外运行导致的问题

出于各种原因，我们不建议晶振在其额定温度范围之外工作。最显著的原因是极端温度升高可能导致更大的频率漂移。

另一个可能发生的现象是加速石英晶体老化，这会影响稳定性和频率精度。

可能发生的一些最严重的问题是活动量下降。在OCXO中，这可能只是由于振荡器的运行温度高于烤箱的设置温度。在活动浸泡中，烤箱将关闭，如下图所示。

活性下降也会导致晶体振荡器在特定温度下完全停止振荡。制造商通常围绕这个问题进行设计，但不能保证它超出指定范围。

对于需要小心用电的系统设计人员来说，重要的是要知道OCXO通常也会消耗更多的电流来保持烤箱在较低的温度下工作。石英晶体振荡器的功耗在-20°C时可以接受，但在-40°C时就不行了。

总之:尽量保持在振荡器工作温度范围内

综上所述，虽然您可以在指定的温度范围之外操作晶体振荡器，但我们不建议这样做。

最好的做法是提前了解所需的温度范围，并尽可能坚持下去。如果您运行的设备不符合制造商的规格，可能会出现各种问题，从仅仅令人讨厌到系统瘫痪。