使用壓控晶體振蕩器作為時鐘發生器

作者： 揚興科技 日期：2021-09-24 瀏覽量：

  壓控晶體振蕩器，即VCXO，其振蕩頻率由晶體決定，但可用控制電壓在小范圍內對頻率進行調整，控制電壓范圍一般為0V至2V或0V至3V。VCXO的調諧范圍為±100ppm至±200ppm。圖1為一個典型VCXO CLK發生器的結構和晶振電路模型。

  圖1. 典型VCXO CLK發生器的結構圖

  變容二極管CV1和CV2的容值變化會影響到晶振模型，從而改變振蕩頻率。兩個外接并聯電容CS1和CS2用來調整諧振范圍和中心頻率的偏移。按照圖1所示的晶振電路，諧振頻率可用下式表示：

  其中CL是由CV1，2和CS1，2決定的等效負載電容。可準確地表示為：CL = (CV1+CS1) || (CV2 + CS2)。取一階近似并考慮到C1 << C0和CL，可得到fC的頻率增量。

  圖2為CS1 = CS2時，fC隨CS1值變化的典型曲線圖。

  圖2. VCXO頻率與并聯電容CS1 (CS1 = CS2)

  利用這一微調特性，可使用VCXO和PLL構成一個具有微調特性的CLK發生器。VCXO CLK已經在多種系統中得到應用，如數字電視，數字音頻，ADSL和STB。

  VCXO CLK發生器的關鍵參數

  有許多參數用來描述VCXO CLK發生器。其中最重要的是調諧電壓范圍、中心頻率、牽引范圍以及時鐘輸出抖動。

  調諧電壓范圍為VCXO控制電壓的變化范圍，此電壓控制變容二極管的電容。通常為0V至2V或3V。中心頻率為VCXO輸出頻率范圍的中點。牽引范圍為變化頻率(增大或減少)與中心頻率的比值。此比值一般用ppm表示(百萬分之一)，代表VCXO的相對頻率牽引范圍。通常牽引范圍大約為100ppm至200ppm，取決于VCXO的結構和所選擇的晶體。

  時鐘抖動是CLK發生器的一個重要參數，有多種關于抖動的定義。兩個最常用的抖動參數稱為“周期”抖動和“周期間”抖動，我們將在第四節詳細討論這些問題。抖動取決于CLK發生器的結構，芯片之間會有差異，不同的應用對抖動的要求也不相同。(相關閱讀可以查看YXC揚興官網《壓控晶振輸入電壓和輸出頻率的關系是什么》)

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