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晶體振蕩器
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晶體振蕩器的技術(shù)指標
 

         1.總頻差:在規定的時(shí)間內,由于規定的工作和非工作參數全部組合而引起的晶體振蕩

  器頻率與給定標稱(chēng)頻率的最大頻差。

  說(shuō)明:總頻差包括頻率溫度穩定度、頻率溫度準確度、頻率老化率、頻率電源電壓

  定度和頻率負載穩定度共同造成的最大頻差。一般只在對短期頻率穩定度關(guān)心,而對其他頻

  率穩定度指標不嚴格要求的場(chǎng)合采用。例如:精密制導雷達。

         2. 頻率溫度穩定度:在標稱(chēng)電源和負載下,工作在規定溫度范圍內的不帶隱含基準溫度

  或帶隱含基準溫度的最大允許頻偏。

  fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)

  fTref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|] fT:頻率溫度穩定度

  (不帶隱含基準溫度)

  fTref:頻率溫度穩定度(帶隱含基準溫度)

  fmax :規定溫度范圍內測得的最高頻率

  fmin:規定溫度范圍內測得的最低頻率

  fref:規定基準溫度測得的頻率

  說(shuō)明:采用fTref指標的晶體振蕩器其生產(chǎn)難度要高于采用fT指標的晶體振蕩器,故

  fTref指標的晶體振蕩器售價(jià)較高。

         3. 頻率穩定預熱時(shí)間:以晶體振蕩器穩定輸出頻率為基準,從加電到輸出頻率小于規定

  頻率允差所需要的時(shí)間。

  說(shuō)明:在多數應用中,晶體振蕩器是長(cháng)期加電的,然而在某些應用中晶體振蕩器需要

  頻繁的開(kāi)機和關(guān)機,這時(shí)頻率穩定預熱時(shí)間指標需要被考慮到(尤其是對于在苛刻環(huán)境中使

  用的軍用通訊電臺,當要求頻率溫度穩定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用OCXO作為本

  振,頻率穩定預熱時(shí)間將不少于5分鐘,而采用DTCXO只需要十幾秒鐘)。

         4. 頻率老化率:在恒定的環(huán)境條件下測量振蕩器頻率時(shí),振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)

  系。這種長(cháng)期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的,可用規定時(shí)限后

  的最大變化率(如±10ppb/天,加電72小時(shí)后),或規定的時(shí)限內最大的總頻率變化(如:

  ±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))來(lái)表示。

  說(shuō)明:TCXO的頻率老化率為:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十

  年)(除特殊情況,TCXO很少采用每天頻率老化率的指標,因為即使在實(shí)驗室的條件下,溫

  度變化引起的頻率變化也將大大超過(guò)溫度補償晶體振蕩器每天的頻率老化,因此這個(gè)指標失

  去了實(shí)際的意義)。OCXO的頻率老化率為:±0.5ppb~±10ppb/天(加電72小時(shí)后),±

  30ppb~±2ppm(第一年),±0.3ppm~±3ppm(十年)。

         5.頻率壓控范圍:將頻率控制電壓從基準電壓調到規定的終點(diǎn)電壓,晶體振蕩器頻率的

  最小峰值改變量。

  說(shuō)明:基準電壓為+2.5V,規定終點(diǎn)電壓為+0.5V和+4.5V,壓控晶體振蕩器在+

  0.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為-110ppm,在+4.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為+

  130ppm,則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為:≥±100ppm(2.5V±2V)。

         6.壓控頻率響應范圍:當調制頻率變化時(shí),峰值頻偏與調制頻率之間的關(guān)系。通常用規

  定的調制頻率比規定的調制基準頻率低若干dB表示。

  說(shuō)明:VCXO頻率壓控范圍頻率響應為0~10kHz。

         7.頻率壓控線(xiàn)性:與理想(直線(xiàn))函數相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量

  度,它以百分數表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線(xiàn)性度。

  說(shuō)明:典型的VCXO頻率壓控線(xiàn)性為:≤±10%,≤±20%。簡(jiǎn)單的VCXO頻率壓控線(xiàn)性計

  算方法為(當頻率壓控極性為正極性時(shí)):

  頻率壓控線(xiàn)性=±((fmax-fmin)/ f0)×100%

  fmax:VCXO在最大壓控電壓時(shí)的輸出頻率

  fmin:VCXO在最小壓控電壓時(shí)的輸出頻率

  f0:壓控中心電壓頻率

         8.單邊帶相位噪聲£(f):偏離邊帶的功率密度與載波f處,一個(gè)相位調制載波功率

比。

主要參數

參數

基本描述

頻率準確度

在標稱(chēng)電源電壓、標稱(chēng)負載阻抗、基準溫度(25℃)以及其他條件保持不變,晶體振蕩器的頻率相對與其規定標稱(chēng)值的最大允許偏差,即(fmax-fmin)/f0;

溫度穩定度

其他條件保持不變,在規定溫度范圍內晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對于溫度范圍內輸出頻率極值之和的允許頻偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin);

頻率調節范圍

通過(guò)調節晶振的某可變元件改變輸出頻率的范圍。

調頻(壓控)特性

包括調頻頻偏、調頻靈敏度、調頻線(xiàn)性度。
①調頻頻偏:壓控晶體振蕩器控制電壓由標稱(chēng)的最大值變化到最小值時(shí)輸出頻率差。
②調頻靈敏度:壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。
③調頻線(xiàn)性度:是一種與理想直線(xiàn)(最小二乘法)相比較的調制系統傳輸特性的量度。

負載特性

其他條件保持不變,負載在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱(chēng)負載下的輸出頻率的最大允許頻偏。

電壓特性

其他條件保持不變,電源電壓在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱(chēng)電源電壓下的輸出頻率的最大允許頻偏。

雜波

輸出信號中與主頻無(wú)諧波(副諧波除外)關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比,用dBc表示。

諧波

諧波分量功率Pi與載波功率P0之比,用dBc表示。

頻率老化

在規定的環(huán)境條件下,由于元件(主要是石英諧振器)老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統漂移過(guò)程。通常用某一時(shí)間間隔內的頻差來(lái)量度。對于高穩定晶振,由于輸出頻率在較長(cháng)的工作時(shí)間內呈近似線(xiàn)性的單方向漂移,往往用老化率(單位時(shí)間內的相對頻率變化)來(lái)量度。

日波動(dòng)

指振蕩器經(jīng)過(guò)規定的預熱時(shí)間后,每隔一小時(shí)測量一次,連續測量24小時(shí),將測試數據按S=(fmax-fmin)/f0式計算,得到日波動(dòng)。

開(kāi)機特性

在規定的預熱時(shí)間內,振蕩器頻率值的最大變化,用V=(fmax-fmin)/f0表示。

相位噪聲

短期穩定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比£(f)表示,£(f)與噪聲起伏的頻譜密度Sφ(f)和頻率起伏的頻譜密度Sy(f)直接相關(guān),由下式表示:
f2S(f)=f02Sy(f)=2f2£(f)
f—傅立葉頻率或偏離載波頻率;f0—載波頻率。

 

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