压控晶振的参数和晶体谐振选择

频率大小：频率越高，频差越大，从综合角度考虑，一般工程师会选用频率低但稳定的晶振，自己做倍频电路。频率的选择是根据需要选择，并不是频率越大就越好。比如基站中一般用10MHz的恒温晶振（OCXO），因其有很好的频率稳定性，属于高端晶振。晶振频率做的太高则会失去意义。

频率稳定度：关键参数。指在规定的工作温度范围内，与标称频率允许的偏差，用ppm（百万分之一）表示。一般来说，稳定度越高或温度范围越宽，价格越高。对于频率稳定度要求±20ppm或以上的应用，可使用普通无补偿的晶体振荡器。对于介于±1至±20ppm的稳定度，应该考虑温补晶振TCXO。对于低于±1ppm的稳定度，应该考虑恒温晶振OCXO。电源电压：常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等，其中3.3V应用最广。

输出：根据需要采用不同输出。（HCMOS，SINE，TTL，PECL，LVPECL，LVDS，HSCL，PLL等）每种输出类型都有它的独特波形特性和用途。应该关注三态或互补输出的要求。对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也要作出规定，根据客户需要我们可以帮助客户选型。工作温度范围：工业级标准规定的-40～+85℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯，倘若-20℃～+70℃已经够用，那么就不必去追求更宽的温度范围。对于某些特殊场合如航天军用等，对温度有更苛刻的要求。

相位噪声和抖动：相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式，是对短期稳定度的真实度量。振荡器以及其它利用基波或谐波方式的晶体振荡器具有最好的相位噪声性能。采用锁相环合成器产生输出频率的振荡器比采用非锁相环技术的振荡器一般呈现较差的相位噪声性能。但相对的，拥有好的相位噪声和抖动的同时振荡器的设计复杂，体积大，频率低，造价高。实际上相位噪声和抖动是短期频率稳定度的度量，所以一般越高端的晶振，即频稳越好的晶振，这些指标也相应越好。

牵引范围（VCXO）：是针对VCXO的参数。带有压控功能的晶振为（VCXO），即通过调节控制电压改变输出频率。牵引范围为变化频率（增大或减少）与中心频率的比值。此值一般用ppm表示。通常牵引范围大约为100-200ppm，取决于VCXO的结构和所选择的晶体。封装：与其它电子元件相似，石英振荡器亦采用愈来愈小型的封装。通常，较小型的器件比较大型的表面贴装或穿孔封装器件更昂贵。所以，小型封装往往要在性能、输出选择和频率选择之间作出折衷。老化率：随着时间的推移，频率值随着变化的大小，有年老化和日老化两种指标。高精度恒温晶振（OCXO）可以达到10-8ppm/年。

晶体谐振器的选择。石英晶体谐振器作为压控晶体振荡器中的关键元件 ,其指标对压控晶振的压控频偏有很大影响。将晶体谐振器与一负载电容 CL 串联 , 并忽略谐振器的损耗,则谐振器的相对频率偏移为:ΔfLfR=Cq2/(C0+C L), ( 1)。式( 1) 对 CL 求偏导,得负载电容对频率的牵引率为:S = CLΔf Lf R =-Cq/2( C0+CL) , (2) 。

由式( 2) 可知增大谐振器的动态电容 Cq 可增大频率牵引率。但频率牵引率随泛音次数的增加急剧减小。令 Cq1为泛音谐振器的动态电容, 则有 C q =n2×Cq1,可见如果晶体振荡器想获得大的压控频偏,应采用基音谐振器。对于设计的 2 . 048 MHz 电路,如果直接使用 2 . 048 MHz 的基音晶体, 那么谐振器的尺寸就太大了, 无法实现 ,因此采用16 . 384 MHz的基音晶体，起振后再进行八分频，满足指标的同时，大大缩小了体积。