如何正确选择压控晶振？

【导读】VCXO压控晶振主要由石英晶体谐振器、变容二极管和振荡电路组成，其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容，从而“牵引”石英谐振器的频率，以达到频率调制的目的。VCXO压控晶振大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。

改善压控晶振温频特性方法

合适的压控范围

压控晶振的频率展宽是以牺牲谐振回路的品质因数为代价的。当压控晶振的压控范围较大时，在不同压控范围下，振荡电路中元器件对晶振温频特性的影响明显不同。压控晶振温频曲线的高低温翻转点相对于石英谐振器发生了的变化。并且，不同压控范围下，晶振和振荡电路的温频特性有明显差异。减小振荡电路的压控范围可以改善晶振的温频特性。所以，在压控范围满足应用要求的情况下，应适当调节频率展宽网络的参数，不要过分展宽，以免引起晶振温频特性的急剧恶化 。

合理的激励功率

AT 切石英谐振器具有较明显的幅频效应，其激励电流与振荡频率之间存在如下关系Δf/f0 = Di2 q ( 8)

式中: Δf/f0 ———振荡频率的相对变化; D———电流常数; iq———石英谐振器的激励电流。

如果石英谐振器的激励过大，会导致晶振频率稳定度下降。实际上，石英谐振器的频率温度曲线并不是理想的三次曲线，经常会存在一些跳点。当激励偏大时，这些跳点的幅度就会变大，位置也可能发生变化，使晶体的温频曲线发生明显变形。并且，振荡电路的激励过大，也会使电路中其它元件的影响加大，从而进一步恶化晶振的频率温度稳定性。

石英谐振器的激励为 100μW 时，晶振频率温度稳定性为 ± 19． 43 × 10 － 6，激励为 500μW时晶振的频率温度稳定性为 ± 32． 17 × 10 － 6。激励为 500μW 时，晶振的高低温翻转点分别为 70℃ 和－ 40℃ ，而激励为 100μW 时，晶振的高低温翻转点分别为 60℃ 和 － 30℃。可见，减小激励可有效提高晶振的频率温度稳定性。因此，在设计高频宽压控晶振时，应尽量减小振荡电路对石英谐振器的激励，避免由于激励过大而引起的晶振频率稳定度下降问题。

如何正确选型压控晶振

首先，要弄清楚具体应用场合是需要压控晶振，还是一般的振荡器。当设计人员希望通过外加控制电压来对振荡器的频率作小范围的调谐时，就应选用VCXO压控晶振器件。

我们把这种振荡器调谐称为牵引度（pullability）。牵引度用10－6数量级表示。VCXO压控晶振牵引度的典型值为±50×10－6～±200×10－6，要得到这种范围的牵引度，VCXO压控晶振产品一般采用标准圆形石英晶振。为了满足牵引度范围大的要求，设计上须用大尺寸晶体（直接0.25英寸～0.35英寸）。此外，如果要得到大范围的牵引度，VCXO压控晶振产品的晶体应是基模晶体。

VCXO压控晶振的技术规范中列有多项性能参数。这些参数往往是相互关联的。我们不能一味追求某些参数的高指标而忽视由此引起的其它参数的劣化。例如，VCXO压控晶振的允许的频率控制范围就是有限制的。一般来说，如果要求VCXO压控晶振的有较大的牵引度，则它在工作温度范围内的频率稳定度就较差。反之，如果对频率稳定度要求高，就很难得到较大的牵引度（>±200×10－6）。因此，正确了解压控晶振的技术规范和使用要求，对于在设计上用好这种器件是很关键的。