高性能晶体振荡器的选用
晶体时钟振荡器的选择
晶振的选择注意某些参数，设计工程师即可选择到适合应用的振荡器M-tron Industries 公司Bill Jennewein 著---- 今天无数电子线路和应用需要精确定时或时钟基准信号。
晶体时钟振荡器极为适合这方面的许多应用。
---- 时钟振荡器有多种封装，它的特点是电气性能规范多种多样。
它有好几种不同的类型：电压控制晶体振荡器（VCXO）、恒温箱晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器（TCXO）（OCXO），以及数字补偿晶体振荡器（DCXO）。
每种类型都有自己的独特性能。
---- 频率稳定性的考虑---- 晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性，它是决定振荡器价格的重要因素。
稳定性愈高或温度范围愈宽，器件的价格亦愈高。
---- 设计工程师要慎密决定对特定应用的实际需要，然后规定振荡器的稳定度。
指标过高意味着花钱愈多。
---- 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。
对于成于±1 至±20ppm 的稳定度，应该考虑TCXO。
对于低于±1ppm 的稳定度，应该考虑OCXO 或DCXO。
---- 输出---- 必需考虑的其它参数是输出类型、相位噪声、抖动、电压稳定度、负载稳定性、功耗、封。
晶振器可HCMOS/TTL 兼容、ACMOS 兼容、装形式、冲击和振动、以及电磁干扰（EMI）ECL 和正弦波输出。
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。
许多DSP 和通信芯片组往往需要严格的对称性（45%至55%）和快速的上升和下降时间（小于5ns）。
---- 相位噪声和抖动---- 在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。
它可测量到中央频率的1Hz之内和通常测量到1MHz。
---- 振荡器的相位噪声在远离中心频率的频率下有所改善。
TCXO 和OCXO 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。
DS1302中文手册
DS1302中文手册DS1302 是一款高性能、低功耗的实时时钟芯片，被广泛应用于各种需要准确计时的电子设备中。
一、DS1302 的基本特性1、实时时钟功能能够精确记录年、月、日、时、分、秒等时间信息。
2、低功耗设计在电池供电的情况下，仍能保持长时间的计时准确性。
3、数据存储具备 31 字节的非易失性静态 RAM，可用于存储一些关键数据。
4、简单的接口通过串行接口与微控制器进行通信，易于集成到系统中。
二、DS1302 的引脚功能1、 Vcc1 和 Vcc2Vcc1 是主电源引脚，Vcc2 是备用电源引脚。
当主电源正常供电时，芯片使用 Vcc1 供电；当主电源断电时，自动切换到 Vcc2（通常为电池）以保持时钟运行。
2、 GND接地引脚。
3、 CLK时钟输入引脚，用于同步数据传输。
4、 I/O数据输入/输出引脚。
5、 RST复位引脚，高电平有效。
三、DS1302 的通信协议DS1302 采用串行通信方式，通信数据以字节为单位进行传输。
1、起始位在每个字节传输开始时，RST 引脚被置为高电平，启动通信过程。
2、控制字节首先发送一个控制字节，用于指定后续操作是读操作还是写操作，以及要操作的寄存器地址。
3、数据字节根据控制字节的指示，接着传输数据字节。
4、停止位在传输完一个字节的数据后，将 RST 引脚置为低电平，结束本次通信。
四、DS1302 的寄存器1、时钟/日历寄存器包括年、月、日、时、分、秒等寄存器，用于存储时间信息。
2、控制寄存器用于设置时钟的工作模式，如是否开启振荡器、是否进行写保护等。
3、充电寄存器用于控制备用电源的充电特性。
4、 31 字节的 RAM 寄存器用于用户自定义数据存储。
五、DS1302 的初始化与设置在使用 DS1302 之前，需要进行初始化设置，包括设置初始时间、开启振荡器、关闭写保护等操作。
1、写入初始时间通过串行通信将准确的初始时间写入到相应的时钟/日历寄存器中。
2、开启振荡器将控制寄存器的相应位设置为 1，使振荡器开始工作。
晶振与晶体的参数详解
晶振与晶体的参数详解晶振和晶体是电子器件中常见的元器件，被广泛应用于各种电子设备中。
下面将详细解释晶振和晶体的参数及其作用。
首先，我们来解释一些晶振的参数：1.频率：晶振频率是指晶振器产生的振荡信号的频率。
晶振的频率通常通过外部电路进行调节，可以根据需要选择不同的频率值。
2.稳定度：晶振的稳定度是指晶振器在一段时间内产生的频率变化范围。
晶振的稳定度越高，产生的频率变化越小，可以提供更稳定、可靠的时钟信号。
3.温度系数：晶振的温度系数是指晶振器频率随温度变化的比例。
温度系数越小，晶振器的频率随温度变化的影响越小。
4.驱动能力：晶振的驱动能力是指晶振器输出信号的电流或电压幅度。
不同的应用场景需要不同幅度的驱动能力。
5.电源电压：晶振器需要一定的电源电压才能正常工作，通常以工作电压范围表示。
接下来，我们来解释一些晶体的参数：1.晶体结构：晶体的结构是指晶体的原子排列方式。
晶体结构可以分为立方晶体、六方晶体、斜方晶体等。
2.晶体尺寸：晶体尺寸是指晶体的长度、宽度和厚度。
晶体的尺寸可以影响晶体的振荡频率和稳定度。
3.谐振频率：晶体的谐振频率是指晶体在特定尺寸和结构下能够实现最佳振荡的频率。
4.谐振模式：晶体的谐振模式是指晶体在振荡时所产生的振动模式，可以分为纵向谐振模式、横向谐振模式等。
5.振荡电路：晶体需要通过外部的振荡电路来产生振荡信号。
振荡电路的设计和参数设置可以影响晶体的性能和稳定度。
晶振和晶体在电子设备中具有重要的作用，主要用于提供稳定的时钟信号和振荡信号。
晶振器通过晶体的振荡产生稳定的信号，可以被用作时钟信号源，用于同步控制电路的工作。
晶振器通常被广泛应用于各种电子设备中，例如计算机、通信设备、汽车电子等。
总结起来，晶振和晶体在电子器件中扮演重要角色，他们的参数和性能直接影响着整个电子设备的稳定性和可靠性。
只有合理选择和使用晶振和晶体，才能确保电子设备的正常工作和性能表现。
铷原子频率标准
铷原子频标基于铷原子能级跃迁结合光抽运技术形成的铷原子振荡器。
由晶体振荡器(VCO)输出的信号经过倍频综合后得到铷原子谐振器相关的微波激励信号。
谐振器将该信号相关处理(铷原子跃迁判定)后产生误差信号，再经伺服电路反馈给压控晶体振荡器，使压控晶振频率锁定在铷谐振器的中心频率，从而实现以铷原子跃迁为参考的晶体振荡器。
铷原子钟溯源同步到GPS卫星铯原子钟上，输出频率几乎没有漂移，所以不需送上级计量部门进行周期校准，性能接近铯钟，但却远远低于铯钟的价格，而且不存在铯钟那样铯束管寿命短需要高成本更换的问题。
铷原子钟非常适合应用于SDH数字同步网的1，2级节点时钟，为电力、电信、广电、时统、计量校准、雷达设备等提供高精度的时间和频率基准。
主要特点1内置铷振荡器2.日平均频率准确度<2×10P-12P3.时间实时显示4.驯服、保持自动切换5.GPS失锁后依靠铷钟高精度守时6.低相噪频率信号输出7.测频精度<2×10P-12P/天8.具备TRAIM算法的GPS接收机铷频率标准不需要真空系统、致偏磁铁和原子束，因而体积小、质量小、预热时间短、价格便宜，但准确度差、频率漂移比较大，仅能用作二级标准。
铷频率标准可通过GPS进行快速驯服和外秒同步，克服铷振荡器本身的漂移，可被看作是一个基本的同步时钟单元。
通过设计和工艺的改进，产品的可靠性和批量生产也得到保证，现已具备产业化的条件。
可以预计，这种带外秒驯服的高性能小型化铷钟将应用于无人值守等苛刻环境，将大大拓展铷钟的应用领域。
铷原子频率标准常常被分为普通型、军用型、航天型。
SYN3102型铷原子频率标准产品概述SYN3102型铷原子频率标准是是西安同步电子科技有限公司研发生产的一款高性能铷原子频率标准源，选用国外进口的高精度铷原子振荡器，提供精确的频率（量值）信号，能够为计量、通信、国防等部门提供高精度频率标准信号。
产品功能1)提供一路标准的10MHz正弦信号；产品特点a)锁定快；b)低相噪；c)高可靠性；d)可长期连续稳定工作。
选择晶体振荡器必须考虑的5件事……
选择晶体振荡器必须考虑的5件事……当选择晶体振荡器时，必须针对输出频率、频率稳定度和温度范围、输出电压和功率、输出波形，以及封装尺寸和外形等各种因进行全盘考虑…在设计中，大多数的电子系统需要某种振荡器作为关键功能区块。
一些典型的用途包括：作为时脉，用于同步操作的数位系统中;用于接收器或发射器的稳定RF讯号;用于精确测量的准确频率参考;或用于精确计时的即时时脉。
系统规格以及振荡器必须如何发挥作用，将决定晶体振荡器的大多数参数。
振荡器中的关键元件是谐振器，它将控制频率，以及确定所能实现的稳定度。
尽管采用电感-电容(LC)或电阻-电容(RC)谐振器实现的简单振荡器可满足一些应用的要求，但是添加石英晶体将可大幅地将元件的频率稳定度提高好几个数量级，而且所需的成本通常很小。
输出频率任何振荡器最基本的属性都是它所产生的频率。
根据定义，振荡器是接受输入电压(通常为直流电压)并在某一频率下产生重复交流(AC)输出的元件。
所需的频率由系统类型以及如何使用该振荡器所决定。
有些应用需要kHz范围的低频晶体。
常见的例子是32.768kHz的手表晶体。
但是大多数的现有应用都需要更高频率的晶体，范围大约从不到10MHz到大于100MHz之间。
频率稳定度和温度范围所需的频率稳定度由系统的要求决定。
振荡器的稳定度可简单地表述为：由于某些现象引起的频率变化除以中心频率。
公式为：稳定度=频率变化÷中心频率例如，如果振荡器输出频率为10MHz，而且随温度变化了10Hz，则其温度稳定度为：10/10,000,000 = 1x10-6=1ppm。
晶体振荡器的典型稳定度可以在100ppm至0.001ppm之间。
频率稳定度通常视应用需求决定，并进而确定所需要的晶体振荡器类型。
振荡器必须工作的温度范围是确定可达到稳定度的主要因素。
晶体振荡器类型简单晶体振荡器(XO)：这是最基本的类型，其稳定度完全由晶体谐振器本身的固有特性决定。
在MHz范围内的较高频率晶体由石英棒制成，其制造方式是即使环境温度在-55℃至+125℃(-67°F至+257°F)之间变化，也可提供相对稳定的频率。
GPS授时精度
GPS授时系统编辑GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品，GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备（计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU），这样就可以达到整个系统的时间同步。
中文名GPS授时系统外文名GPS time transfer system设备计算机、保护装置机组分散控制系统(DCS)目录1前言2简介1前言编辑随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。
这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。
使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。
电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。
2简介编辑一、GPS时钟及输出1.1 GPS时钟全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。
GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。
为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。
在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS 卫星信号就能保证时钟的走时准确性。
作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。
低噪声高稳定100M_恒温振荡器的设计与实现
- 59 -工 业 技 术0 引言振荡器是一种通过振荡产生信号的元器件，可以看作一个能量转换装置，能将线路中的直流电源的电能转换成一种固定频率、幅度和波形的直流信号。
这种能量的转换基于石英晶体材料的一种特性，即压电效应。
在石英谐振器的2个电极之间加一个固定电场，中间的晶片就会发生机械形变；反过来，晶片发生机械形变，其电极之间也会产生一定的电场。
正是基于这一特性，厂家生产出各式各样的振荡器，恒温晶体振荡器便是其中一个分支。
恒温晶体振荡器是目前频率准确度、频率稳定度最好的振荡器，其短期稳定度、相位噪声具有非常优异的性能，长期稳定度也不逊色于普通的原子钟，被广泛应用于航空、航天、通信、雷达和精密仪器仪表等多行业。
随着技术的发展，对频率器件的高稳定度也要求越来越高，给频率器件厂家带来了新的挑战，同时也是新的机遇[1]。
1 理论分析及设计方法1.1 相位噪声浅析常说的恒温晶体振荡器的短期稳定性主要包括相位噪声、温度波动以及日老化。
日老化主要取决于核心元器件本身的制造工艺。
温度特性主要取决于恒温槽精密控温技术。
相位噪声相对来说复杂一些。
由于电噪声的存在使晶体振荡器产生随机抖动，因此晶体振荡器频率的短期稳定主要由电路内部电噪声的强弱决定。
根据噪声形成机理的不同，电噪声可以分为热噪声、散弹噪声、散变噪声和爆裂噪声等。
其中，热噪声和散弹噪声的机理早已清楚。
爆裂噪声被认为是载流子受半导体结中的缺陷调制而产生的并且有了一定的试验依据。
唯有散变噪声的形成机理至今没有定论。
然而对振荡器的研发者来说，最重要的是各种噪声的谱密度，散变噪声具有f-a 形成的谱密度，这一点是明确的[2]。
因此设计一款低噪声、高稳定的100M 晶振，需要先设计好其核心的振荡电路。
1.2 振荡电路设计及器件选型高稳晶体振荡器可以拆分为4个模块，分别是振荡线路、信号处理放大、直流稳压电路以及恒温槽控制电路。
作为整个振荡器的核心，振荡电路的每个特性指标会直接影响高稳晶振的最终性能。
santos结构的bipolar晶振电路
santos结构的bipolar晶振电路《santos结构的bipolar晶振电路》
santos结构的bipolar晶振电路是一种高性能的振荡器电路，它采用了santos结构以提高晶振的稳定性和频率精度。
这种电路常常用于高频、高精度振荡器中，例如通信设备、计算机和精密仪器等领域。
santos结构的bipolar晶振电路主要由两个部分组成：晶体振荡器和反馈电路。
晶体振荡器通常由一个石英晶体和一个放大器组成，而反馈电路则用来提供必要的反馈信号以保持振荡器的稳定性和频率精度。
与传统的振荡器电路相比，santos结构的bipolar晶振电路具有以下优点：
1. 高性能：santos结构能够提供更高的振荡频率和更高的频率精度，使得该电路非常适合需要高精度振荡的场合。
2. 稳定性：由于采用了santos结构，该电路的稳定性也得到了显著提高，能够在各种工作环境下保持较高的性能。
3. 可靠性：santos结构的bipolar晶振电路采用了高质量的元器件和精密的工艺技术，因此具有较强的抗干扰能力和长期稳定性。
总的来说，santos结构的bipolar晶振电路是一种高性能、稳定可靠的振荡器电路，在现代电子产品中有着广泛的应用前景。
它的出现将极大地推动了振荡器电路的发展，为各种高频、高精度的应用提供了有效的解决方案。
LC晶体振荡器的设计解析
LC晶体振荡器的设计解析
设计LC晶体振荡器时，首先需要选择适当的晶体谐振器。
晶体谐振
器的频率应与振荡器的工作频率相匹配，并具有低的谐振频率漂移和噪声。
通常，晶体谐振器的谐振频率会在一定的温度范围内有所变化，因此需要
进一步进行温度补偿。
接下来，需要选择合适的电感和电容值来实现所需的振荡频率。
一般
情况下，电感的值较大，电容的值较小，以保证振荡器的稳定性和频率准
确性。
同时，还需要考虑电感和电容的可用性和成本，以及其对振荡器性
能的影响。
在选择了适当的谐振器和LC电路参数后，还需要设计反馈网络来实
现正反馈，在LC电路达到谐振的同时，产生稳定的振荡。
反馈网络通常
由分压器、补偿电容和放大器等组成。
分压器用于调整振荡信号的幅度，
补偿电容用于补偿正反馈路径上的损耗，而放大器则增加信号的幅度。
最后，还需要考虑对振荡器的调谐和稳定性进行优化。
调谐可以通过
调节电容或电感的值来实现，以使振荡器的输出频率与目标频率完全匹配。
稳定性则涉及到对温度、供电电压和负载变化的抵抗能力，以保证振荡器
的性能稳定和可靠。
综上所述，LC晶体振荡器的设计包括选择适当的谐振器和LC电路参数、设计反馈网络、进行调谐和稳定性优化等步骤。
设计人员需要综合考
虑频率准确性、稳定性、成本和可靠性等因素，以实现高性能的LC晶体
振荡器。
不同晶振分类
晶振分类1.陶瓷晶振陶瓷晶振是属于压电材料频率元件，常规分为两种压电材料，1）压电陶瓷材料，2）压电石英材料。
陶瓷晶振别名又叫陶振；在中国晶振厂家经常这样叫法。
陶瓷晶振是根据他内部的芯片采用的“压电陶瓷芯片材料”而得名，封装一般采取塑封外形尺寸为7.5*9*3.5（单位：毫米），代表产品：455KHZ系列；还有一种是采取环氧树脂和酚醛混合物作为包封材料，经过高温固化形成为硬质陶瓷材料的外壳，一般为棕色和蓝色，代表产品：ZTT4.0MHZ。
频率精度按照国际通用标准表示为：千分之三和千分之五2.石英晶振石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器，俗称晶振。
起产生频率的作用，具有稳定，抗干扰性能良好的特性，广泛应用于各种电子产品中。
3.硅晶振MEMS振荡器，俗称：硅晶振。
是一种采用半导体标准半导体工艺制程，将先进的MEMS 微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System）与CMOS电路技术相结合的高性能全硅时钟频率元件，彻底解决有人工大量参与生产的石英振荡器稳定性不高，频率有限，尺寸较大，品质一致性差，易停振、不起振、温漂大、备货时间长，并且受材料特性限制产能等一系列问题。
2.1石英晶振2.1.1有源晶振在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等)，而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。
电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal(晶体)，而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日，甚至10^-11。
例如10MHz的振荡器，频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。
GPS授时精度
GPS授时系统编辑GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品，GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备（计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU），这样就可以达到整个系统的时间同步。
中文名GPS授时系统外文名GPS time transfer system设备计算机、保护装置机组分散控制系统(DCS)目录1前言2简介1前言编辑随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。
这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。
使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。
电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。
2简介编辑一、GPS时钟及输出1.1 GPS时钟全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。
GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。
为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。
在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS 卫星信号就能保证时钟的走时准确性。
作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。
vco 相位噪声相关频率
vco 相位噪声相关频率（原创版）目录1.VCO 简介2.相位噪声的概念3.相位噪声与频率的关系4.VCO 相位噪声的影响因素5.降低 VCO 相位噪声的方法正文一、VCO 简介VCO（Voltage Controlled Oscillator，电压控制振荡器）是一种振荡器，其频率可以通过改变控制电压的大小进行调整。
在通信、导航、精密测量等领域中，VCO 具有重要的应用价值。
二、相位噪声的概念相位噪声是指信号的相位在时间上的变化造成的频率不稳定性。
在通信系统中，信号的相位噪声会影响信号的质量，从而降低通信系统的性能。
三、相位噪声与频率的关系VCO 的相位噪声会影响其输出信号的频率稳定性。
相位噪声越大，频率稳定性就越差，反之亦然。
因此，研究 VCO 的相位噪声对于提高通信系统的性能具有重要意义。
四、VCO 相位噪声的影响因素VCO 的相位噪声受多种因素影响，主要包括：1.器件本身的性能：如晶体振荡器、锁相环等；2.电源电压的稳定性：电源电压的波动会影响 VCO 的输出频率；3.环境温度：温度的变化会引起器件参数的变化，从而影响 VCO 的相位噪声；4.其他因素：如电路设计、制造工艺等。
五、降低 VCO 相位噪声的方法为了降低 VCO 的相位噪声，可以采取以下措施：1.选择高性能的器件：采用性能优良的晶体振荡器和锁相环等器件，可以降低 VCO 的相位噪声；2.提高电源电压的稳定性：采用稳压器等电源电路，可以减小电源电压的波动，从而降低 VCO 的相位噪声；3.控制环境温度：通过散热、保温等措施，保持环境温度的稳定，可以降低 VCO 的相位噪声；4.优化电路设计：采用适当的电路结构和布局，可以减小 VCO 的相位噪声；5.改进制造工艺：采用先进的制造工艺，可以提高器件的性能，从而降低 VCO 的相位噪声。
综上所述，VCO 的相位噪声与频率稳定性密切相关，降低 VCO 的相位噪声有助于提高通信系统的性能。
32.768khz晶体等效电路
《探寻32.768kHz晶体等效电路的奥秘》1. 导言在微电子领域中，32.768kHz晶体等效电路一直是一个备受关注的话题。
它在各种应用中都扮演着重要的角色，比如实时时钟、计时器、无线通信系统等。
本文将对32.768kHz晶体等效电路进行深入分析，探寻其中的奥秘。
2. 32.768kHz晶体等效电路的基本原理32.768kHz晶体的频率相对较低，但在一些特定的应用中却有着不可替代的地位。
它通常被用于实现实时时钟功能，因为它可以精确地计时，并且功耗较低。
在32.768kHz晶体等效电路中，晶体的等效电路由晶体本身和外部电路组成。
在这个等效电路中，晶体起着振荡器的作用，将外部电路提供的能量转化成振荡信号。
值得注意的是，晶体的等效电路是一个复杂的系统，涉及到许多物理和电子学原理。
3. 32.768kHz晶体等效电路的设计与优化在实际应用中，设计和优化32.768kHz晶体等效电路是非常重要的。
需要考虑的因素包括电路的稳定性、抗干扰能力、功耗和成本等。
为了实现高质量的振荡信号输出，需要对外部电路进行合理地设计和参数选取，以保证晶体在临界状态下能够工作。
对32.768kHz晶体进行负载调整和匹配也是提高性能的关键。
4. 个人观点与理解对于32.768kHz晶体等效电路，我个人认为，其设计和优化过程是非常有技术含量的。
在实际应用中，往往需要在功耗、稳定性和成本之间进行权衡，这需要工程师具有丰富的经验和深厚的理论功底。
另外，对于振荡器和信号处理的原理，也需要有深入的理解和研究，才能够设计出高性能的32.768kHz晶体等效电路。
5. 总结与回顾通过对32.768kHz晶体等效电路的深入探讨，我们可以发现其中蕴含着丰富的物理学和电子学原理。
设计和优化一个高性能的32.768kHz晶体等效电路需要系统地整合这些知识，并在实践中不断地进行验证和调整。
只有在理论和实践相结合的基础上，才能够真正地掌握这一技术，并将其运用到各种实际应用中。
500kW短波发射机频率合成器(RH040型)硬件设计及实现
500kW短波发射机频率合成器（RH040型）硬件设计及实现概述随着现代通讯技术的飞速发展，无线电通讯在人类的生产和生活中已经不可或缺。
短波通讯作为无线电通讯的一种，具有覆盖范围广，抗干扰能力强，适合远距离通信等优点。
本文介绍的是RH040型500kW短波发射机的一部分，即频率合成器的硬件设计与实现。
频率合成器的作用是将基准频率信号合成需要的输出频率信号。
本文首先介绍了RH040型短波发射机的基本结构，然后重点介绍了频率合成器的硬件设计和实现过程。
RH040型短波发射机基本结构RH040型短波发射机是一种高功率、高可靠性、高集成度的短波发射机，广泛应用于国防、广播、航空、军事等领域。
其基本结构如下图所示：RH040型短波发射机基本结构图RH040型短波发射机基本结构图其中，频率合成器主要由晶体振荡器、预分频器、锁相环等部分组成。
频率合成器硬件设计频率合成器的硬件设计主要包括晶体振荡器、预分频器、锁相环等部分。
晶体振荡器晶体振荡器是频率合成器的基础，其主要作用是产生一个稳定的基准频率信号。
由于RH040型短波发射机要求输出非常稳定的频率信号，因此晶体振荡器的精度至关重要。
晶体振荡器主要由晶体振荡器芯片、电容、电阻、晶体等元器件组成。
本文在设计晶体振荡器时选用了高精度的晶体，在振荡器芯片周围加上合适的电容和电阻进行稳定震荡。
经过测试，所得到的基准频率信号非常稳定，精度高达1ppm（百万分之一）。
预分频器预分频器的主要作用是将基准频率信号经过分频后，得到一组低频信号，以适应锁相环部分的工作。
预分频器的核心部分为数字频率分频器芯片。
本文设计了一种基于CD4040芯片的数字分频器电路，可以将输入的基准频率信号分频后，得到16组低频信号。
通过设置合适的分频系数，可以得到RH040型短波发射机所需要的所有低频信号。
锁相环锁相环是频率合成器的关键部分。
其主要作用是通过调整本地振荡器的频率和输入信号频率之间的相位差，使得本地振荡器的频率稳定在输入信号的倍数上。
高效能石英振荡器的选择
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GPS授时精度
DCS网络上的主时钟与GPS时钟通过“硬接线”方式进行同步。一般通过DCS某站点内的时钟同步卡接受GPS时钟输出的标准时间编码、硬件。例如，如在接受端对RS-232输出的ASCII码字节的发送延迟进行补偿，或对IRIG-B编码采用码元载波周期计数或高频销相的解码卡，则主时钟与GPS时钟的同步精度可达很高的精度。
GPS授时系统编辑
GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品，GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备（计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU），这样就可以达到整个系统的时间同步。
中文名GPS授时系统
外文名GPStimetransfersystem
设备计算机、保护装置
机组分散控制系统(DCS)
1前言
2简介
1前言
编辑
随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。
OM650从电厂总线上获取时间报文。在OM650内，使用Unix功能将时间传送给终端总线上的SU、OT等。通常由一个PU作为时间服务器，其他OM650设备登录为是境客户。
AS620的AP在启动后，通过调用“同步”功能块，自动与CP1430实现时钟同步。然后CP1430每隔6s与AP对时。
TXP时钟的精度如下：
四、时钟精度与SOE设计
虽然DCS的普通开关量扫描速率已达1ms，但为满足SOE分辨率≤1ms的要求，很长一段时间内，人们都一直都遵循这样的设计方法，即将所有SOE点置于一个控制器之下，将事件触发开关量信号以硬接线接入SOE模件，其原因就在于不同控制器其时钟存在着一定的误差。关于这一点，西门子在描述其TXP系统的FUNB模件分散配置的工程实际情况来看，由于时钟不能同步而无法做到1msSOE分辩率，更有甚至因时钟相差近百ms，造成SOE事件记录顺序的颠倒。
科技成果——GPS北斗卫星时钟驯服高精度晶体振荡器
科技成果——GPS/北斗卫星时钟驯服高精度晶体振荡器所属领域电子信息成果简介GPS/北斗卫星时钟驯服高精度晶体振荡器，以高速微处理器为核心，选用高精度授时型GPS接收机/北斗单向授时接收机，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并采用精准的测频与智能驯服算法技术驯服晶体振荡器，使晶体振荡电路输出的时间同步信号精密同步在GPS/北斗时间基准上，并输出短期和长期稳定度都十分优良的高精度同步信号。
由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出，同步于GPS/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响，相当于UTC时间基准的复现。
采用了“智能学习算法”的GPS 时钟，在驯服晶振过程中能够不断“学习”晶振的运行特性，并将这些参数存入板载存储器中。
当外部时间基准出现异常或不可用时，装置能够自动切换到内部守时状态，并依据板载存储器中的参数对晶体振荡器特性进行补偿，使守时电路继续提供高可靠性的时间信息输出，同时避免了因晶体振荡器老化造成的频偏对守时指标的影响。
应用范围GPS/北斗卫星时钟驯服高精度晶体振荡器,采用全模块化结构设计，其输入、输出、电源等均可灵活配置，对于输出信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。
具有标准RS232、RS422/485、脉冲、IRIG-B输出等接口形式，可以适应各种不同设备的对时需要，广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、国防、教育、IT、公共服务设施等领域。
技术特点1、内部晶体振荡单元采用了先进的时间频率测控技术与智能驯服算法，晶体选用高精度恒温晶体振荡器，使装置准确度优于7×10-9（0.92μS/分钟），即在外部时间基准异常的情况下，每天时钟走时误差不超过0.6mS。
2、选用高性能、宽范围开关电源，工作稳定可靠。
3、支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、GPS/北斗双系统卫星接收机配置。
4、应用GPS授时技术/北斗授时技术/B码基准解码接收技术/高稳晶体振荡器守时技术授时，实现多基准冗余授时，能够智能判别GPS信号、北斗信号、外部B码时间基准信号的稳定性和优劣，并提供多种时间基准配置方法。
用于SDH的38.88MHz压控石英晶体振荡器的研制
用于SDH的38.88MHz压控石英晶体振荡器的研制
刘殊松;梅锁海
【期刊名称】《光通信研究》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】介绍了３８．８８ＭＨｚ压控石英晶体振荡器的原理、设计和性能。
该振荡器由适当频率温度曲线的谐振率，变容二极管移相器，高性能的放大电路，波形转换电路等组成，振荡器具有高的稳定度，良好的调谐范围和占空比。
【总页数】3页(P43-45)
【作者】刘殊松;梅锁海
【作者单位】武汉邮电研究院;武汉邮电研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TN752.2
【相关文献】
1.光纤通信SDH系统用石英晶体振荡器的研制 [J], 刘殊松;黄龙波
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3.深海浅层非成岩天然气水合物喷射破碎压控滑套的研制 [J], 唐洋;姚佳鑫;王国荣;钟林;何玉发;刘清友;周守为
4.微小型SMD压控晶振(VCXO)的研制与分析 [J], 邹康俊;杜文;倪鹏飞
5.一种压控石英晶体振荡器电路的设计 [J], 陈钊;刘三清;余岳辉;贺小勇
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高效能石英振盪器的選擇
Phil Callahan, Silicon Laboratories Inc.
今日的網路設備必須支援數目不斷增多的各種資料速率，包括10G乙太網路、10G光纖通道 (Fibre Channel)、SONET OC-192和相關的前向錯誤更正 (FEC) 速率。
傳統的時序子系統架構必須為每種頻率使用一顆石英晶體或SAW諧振器，這會導致每張線路卡上出現許多不同的振盪器。
使用多個石英振盪器或SAW諧振器可能為網路設備設計人員帶來問題，包括很長的石英晶體採購前置作業時間、頻率穩定性、長期老化現象、溫度漂移和機械完整性。
相形之下，只要將DSP為基礎的高效能時脈合成元件搭配低頻石英晶體就能發展出多頻率輸出的石英振盪器 (XO) 或壓控石英振盪器 (VCXO)，同時大幅改善元件採購前置作業時間和機械強固性等使用高基波 (HFF) 石英晶體或表面聲波 (SAW) 振盪器時常見的問題。
以DSP為基礎的鎖相迴路架構優點
精密CMOS技術的進步提高了電路的速度和運算能力，廠商因此能以DSP為基礎發展出強大的時脈合成元件，並利用它們設計高頻率、低抖動的新型石英振盪器和壓控石英振盪器。
這種把時脈合成元件與固定低頻率石英諧振器結合在一起的做法既可提供相當於傳統石英振盪器或壓控石英振盪器的功能，又可在使用者指定的多個頻率下操作。
以DSP為基礎的鎖相迴路技術 (DSPLL®) 為振盪器提供傳統設計無法實現的許多獨特功能。
例如傳統做法須為不同頻率製造不同的HFF石英晶體或SAW諧振器，以DSPLL架構為基礎的振盪器(圖1所示) 則能在所有產品中利用一顆規格較寬鬆的低頻石英晶體提供多頻操作能力，並將固定頻率振盪器的輸出倍頻為使用者在10 MHz到1.4 GHz之間所指定的頻率。
以SAW或HFF為基礎的現有解決方案需要電鍍和蝕刻等複雜的生產步驟來調校最終頻率，這使得產品交貨的前置作業時間最長達到八週。
DSPLL技術則可透過電子調校來產生客戶所要的頻率，不但解析度超過 1 ppb，產品供應的前置作業時間也減少至一週左右。
另外，把頻率產生和調諧功能移到混合訊號元件還能提供傳統技術所無法提供的效能與功能。
圖1：以DSP為基礎的鎖相迴路振盪器架構
DSPLL還能將提供兩組或四組不同輸出頻率的元件整合至業界標準的5 × 7毫米封裝(參考圖2)，這比傳統解決方案節省七成五的電路板面積和四成的成本。
這項特色的主要應用範圍包括必須支援10G乙太網路、10G光纖通道和SONET (OC-192) 等各種高速線路速率的網路設備。
圖2：四頻壓控石英振盪器讓整合變為可能
由於一顆元件就能讓壓控石英振盪器和石英振盪器提供寬廣的輸出頻率範圍，所以供應商的選擇和供應鏈管理都變得更簡單。
另外，客戶的品質驗證工作也更容易，這是因為各種振盪器頻率都源自於同一顆元件。
提供更高的可靠性與效能
想要根據初始精確度、溫度穩定性和老化影響等三項重要指標來大幅改善振盪器的可靠性和效能，關鍵就在於採用以DSPLL為基礎的振盪器架構。
初始精確度代表輸出頻率與生產時的目標頻率有多接近。
把高解析度的頻率合成功能加入DSPLL時脈元件後，廠商只要透過簡單編程就能設定振盪器的頻率，不必像調整傳統解決方案一樣為了改變石英振子的質量而透過兩個步驟來微量增加或減少金屬材料。
可程式DSPLL技術可消除傳統振盪器生產過程所引入的許多誤差來源，廠商因此能使用規格較寬鬆的低成本石英晶體來生產振盪器並提供更高的初始精確度。
採用DSPLL技術的振盪器可將初始精確度控制在1 ppm以內(典型值)，這比以SAW為基礎或HFF振盪器高出五至十倍。
溫度穩定性代表頻率隨溫度而變動的情形。
以SAW為基礎的振盪器比DSPLL石英振盪器和壓控石英振盪器的標準AT型石英晶體更易受到溫度影響，因此DSPLL元件的頻率穩定性通常比SAW元件高出五倍，也勝過HFF解決方案兩成左右。
老化穩定性代表頻率隨著時間而「漂移」的程度。
老化影響與振盪頻率都與石英片的大小成反比，因此越厚的石英通常頻率穩定性就越不易受到時間(老化) 影響，振盪頻率也越
低。
相形之下，傳統HFF振盪器必須使用更薄和更脆弱的石英，它們更容易受到封裝雜質影響，機械強固性也更差。
就以Silicon Laboratories Si530 (XO) 和Si550 (VCXO) 所用的116.4 MHz三階諧波 (third overtone) 石英晶體為例，其石英振子的厚度約為155 MHz HFF石英晶體的四倍，因此Si530和Si550的老化效能通常會比採用HFF的解決方案高出四倍。
另外，Si530/Si550每年1 ppm的長期頻率穩定性(老化) 更比每年通常為10 ppm 的SAW元件好十倍。
可選擇式控制斜率簡化壓控石英振盪器設計和提高穩定性
利用HFF石英晶體或SAW技術實作的壓控振盪器通常會透過變容器來調整或拉動振盪器的輸出頻率。
設計人員若想實作以SAW為基礎的壓控振盪器 (VCSO)，就必須使用控制斜率 (tuning slope) 範圍較大的產品來彌補SAW較差的初始頻率精確度、溫度穩定性和老化特性。
以HFF技術為基礎的高頻壓控石英振盪器的控制斜率表現通常並沒有它們在溫度穩定性方面那麼傑出，Si550則能提供圖3所示的多個控制斜率選項 (45、90、135和180 ppm/V)，這使它很容易替代傳統元件。
此外，Si550由於提供45和90 ppm/V等較小的控制斜率，因此比其它VCSO元件更容易用於低迴路頻寬設計。
低電壓增益選項則能減少電路板層級的雜訊放大影響和設計風險。
圖3：Si550電壓增益選項
控制電壓的線性更良好
從圖4即可看出在控制電壓的線性方面，以DSPLL為基礎的振盪器比現有的壓控石英振盪器或壓控SAW振盪器還好五倍。
Si550會將控制電壓數位化，然後傳給DSPLL時脈合成引擎。
這種做法可以免除傳統所需的變容器和它所帶來的非線性特性，進而提供高於其它競爭元件五到十倍的±1線性效能。
Si550還提供多種控制範圍 (tuning range) 讓客戶選擇最適合其應用的元件；相較於採用SAW的解決方案，這種可選擇式控制斜率範圍在同
樣的溫度範圍內可以提供更穩定的迴路頻寬，進而使得設計更強固可靠。
圖4：Si550控制電壓的線性特性
Silicon Laboratories Si530和Si550石英振盪器和壓控石英振盪器產品
Silicon Laboratories的Si530和Si550石英振盪器和壓控石英振盪器全都採用通過業界考驗的DSPLL技術，最適合頻率控制市場的高效能應用領域。
Si530石英振盪器和Si550壓控石英振盪器代表全新類型的頻率控制元件，主要支援10 MHz到1.4 GHz頻率範圍的高頻率、低抖動應用。
把頻率合成功能移至Silicon Laboratories的DSPLL引擎可以大幅簡化高頻振盪器的相關生產流程，使得產品供應的前置作業時間變得更短和可預期。
此外，這套革命性架構還大幅改善元件的總體可靠性以及提供四頻操作等許多新功能。
除了降低成本和提供超越傳統解決方案的穩定性外，Silicon Laboratories的所有振盪器還提供典型值少於0.3 ps均方根值的超低抖動操作能力，這已達到SONET/SDH應用的最嚴苛要求。
Silicon Laboratories的Si530 (石英振盪器) 和Si550 (壓控石英振盪器) 能滿足下一代網路設備日益增加的精準時脈源要求，同時將應用範圍擴大到無線基地台、測試與量測、儲存區域網路 (SAN) 和視訊等各種新市場。
Si530和Si550系列元件都採用業界標準封裝與接腳，可用來取代現有振盪器並提供更好的前置作業時間、穩定性和效能。