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帝国科技今日更新:有源晶振相位噪声剖析及优化技巧如下

来源:http://www.dgkjly.com 作者:帝国科技 2020年10月24
  帝国科技今日更新:有源晶振相位噪声剖析及优化技巧如下.
  有源晶振的相位噪声向来都是对输出频率信号稳定性影响比较大的一项因素,同时它也是衡量晶振性能的指标之一(仅限于石英晶体振荡器),所以需要对相位噪声做优化,尤其是在电路设计的时候更要注意,因为产品一旦成型之后性能很难通过外界环境来改变或者说是优化.
  晶体振荡器的相位噪声在很大程度上取决于晶体振荡器的Q值和信号电平以及振荡电路的噪声性能.
  晶体振荡器的Q值对于改善相位噪声的载波频率附近的相位噪声尤其重要.无论偏移频率如何,信号电平越高,相位噪声电平越低.通过将信号电平设置为尽可能大的系统,可以降低相位噪声,但是可以应用于晶体振荡器的激励电平存在上限.如果激励水平过高,则可能会发生不必要的振动模式,并且振荡状态可能会变得异常.
  泛音具有较高的Q值,并且在偏移附近很有效,但是要小心,因为在高激励电平下工作时,石英晶振和振荡电路的电阻损耗会变大,频率波动会变大,并且信号纯度会下降是必然的.
另外,随着功率的增加,由于晶体换能器的非线性引起的频率波动增加,因此在过度激励水平下的操作也会引起相位噪声的恶化.重要的是选择具有优异噪声性能的半导体器件.闪烁噪声会影响距载波附近大约10kHz中频附近的偏移频率,而热噪声会像信号电平一样均匀地影响整个偏移频带.
  既然问题已经分析得差不多了,那么接下来就来看看应该怎么样优化有源晶振的这一性能了;首先要确保石英晶振振荡振动电路的Q值,晶体振荡器的Q值越高,振荡电路的电阻损耗越小,振荡环路的Q值越高;设备降噪是必须的,选择具有低噪声指数NF和闪烁转折频率的器件,以减少半导体噪声,例如热噪声,散粒噪声和闪烁噪声.
  除此之外,PLL电路的倍频会导致相位噪声恶化.这点也要注意;同时还要尽可能增加振荡电路的激励水平.由于噪声特性是信号电平与噪声功率之间的相对值,所以信号电平越高,则越有利.然而,在平坦区域中使用晶体振荡器的激发能级特性是一个条件.泛音具有较高的Q值,在偏移附近非常有用.但是,当在高激励电平下工作时,晶体和振荡电路的电阻损耗会增加,并且由于频率波动,相位噪声会恶化,因此必须小心.
  最后就是适当地在距电源和GND端子最短的地方放置一个旁路电容器,以抑制电源噪声.以上这些方法都能够很好的优化有源晶振相噪性能,对其性能的提升大有裨益.
  以上对相位噪声影响因素,产生原理进行了简单的描述,也针对在电路设计过程中会影响相噪的因素及相应的优化方法做了全面的诠释;当然,这并不是相位噪声优化的最终模式,这是各晶振厂家时至今日在这条路上走到的深度,但是它们依旧在坚定的走着,未来必然会出现更优越的方案.
  帝国科技今日更新:有源晶振相位噪声剖析及优化技巧如下.
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