龍湖電子本文將介紹了一種鎖相環(huán)引導(dǎo)技術(shù),以提高振蕩器的性能.該補(bǔ)償方案可用于糾正老化,升溫特性,溫度穩(wěn)定性,短期穩(wěn)定性和振動(dòng)誘發(fā)相位噪聲.與其他多晶或多振蕩器方案不同,這種方法不需要不尋常的機(jī)械配置或特殊的傳感器,振蕩器鎖相消除低頻雜散的"拍注".

一般概念

圖1描述了一個(gè)普通的鎖相環(huán)和一個(gè)可能的引導(dǎo)鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn).鎖相環(huán)的校正電壓與振蕩器解鎖時(shí)出現(xiàn)的頻率差成正比(假設(shè)線性調(diào)諧).如果頻率差是線性和可重復(fù)的外部誘導(dǎo)效應(yīng)或線性時(shí)間相關(guān)效應(yīng),則此校正電壓可用于生成補(bǔ)償信號(hào).適當(dāng)?shù)谋壤a(bǔ)償適用于相同極性的電調(diào)諧的兩個(gè)有源晶振振蕩器引導(dǎo)他們的頻率相同的量.通過引導(dǎo)兩個(gè)振蕩器,鎖相環(huán)保持不變,并刪除線性擾動(dòng).非線性頻率擾動(dòng)也可以補(bǔ)償,但補(bǔ)償信號(hào)需要非線性處理,而不是簡(jiǎn)單的Caling.該技術(shù)要求這兩種振蕩器對(duì)外界影響有顯著不同的靈敏度,但在實(shí)踐中,通常更容易找到具有不同老化速率的石英水晶振動(dòng)子,加速靈敏度,或頻率跳比找到匹配的晶體.

圖1:引導(dǎo)鎖相環(huán)降低了振蕩器的不穩(wěn)定性.

老化校正

一個(gè)簡(jiǎn)單的老化校正系統(tǒng)作為該技術(shù)的一個(gè)例子.假設(shè)兩個(gè)鎖相振蕩器每年有2PPM和5PPM的可預(yù)測(cè)老化率,并假設(shè)其電調(diào)諧的調(diào)諧靈敏度為每伏1PPM.當(dāng)兩個(gè)振蕩器鎖相時(shí),調(diào)諧電壓將以每年3伏的速度變化(每年3PPM差).如果鎖相環(huán)中的2PPM石英晶體振蕩器是主電路,則按-2/3縮放調(diào)諧電壓將提供消除基準(zhǔn)老化所需的校正電壓(3×2/3=2)每一年伏特).如果其他振蕩器是參考,那么比例因子將被選擇為-5/3.負(fù)極性是通過在圖1中的求和放大器實(shí)現(xiàn)的.Ithout干擾鎖相環(huán).經(jīng)過一年的運(yùn)行,2PPM振蕩器的調(diào)諧電壓將下降2伏,5PPM振蕩器的電壓將下降32=5伏.顯然,這種技術(shù)需要可預(yù)測(cè)的和穩(wěn)定的老化率,因此在這個(gè)應(yīng)用程序的有用性有限.

振動(dòng)補(bǔ)償

一個(gè)更合適的應(yīng)用是振動(dòng)誘發(fā)相位噪聲的校正.Quarts石英諧振器對(duì)加速度表現(xiàn)出方向相關(guān)的敏感性,從而在振動(dòng)的存在下引起相位噪聲.早期的補(bǔ)償計(jì)劃試圖模型的靈敏度,雖然這種材料被認(rèn)為是原創(chuàng)的,但這里提出的概念的原創(chuàng)性是未知的,現(xiàn)有的專利可能涵蓋了所提交材料的某些部分.

石英晶振的加速度靈敏度矢量與加速度計(jì)的共振,但這些系統(tǒng)可以相當(dāng)涉及.另一種技術(shù)安裝的晶體表現(xiàn)出類似的靈敏度與加速度矢量指向相反的方向.在一個(gè)特殊的振蕩器電路中,對(duì)振動(dòng)的靈敏度大大降低,但晶體的安裝和匹配都是困難的.圖1所示的引導(dǎo)技術(shù)需要晶體不同加速靈敏度,一個(gè)很容易滿足的要求.此外,晶體簡(jiǎn)單地安裝并排的加速度矢量指向相同的方向.如果靈敏度不同,一個(gè)快速鎖相環(huán)的調(diào)諧電壓將根據(jù)這種差異和振動(dòng)水平的比例變化.通過縮放此電壓并將其應(yīng)用于兩個(gè)振蕩器,降低了振動(dòng)靈敏度.

圖2:引導(dǎo)參考振蕩器緩慢移動(dòng)到一個(gè)新的頻率,而不是跳躍.

頻率跳數(shù)

引導(dǎo)鎖相環(huán)的另一個(gè)應(yīng)用程序是三個(gè)振蕩器的結(jié)合,以減緩偶爾的頻率步驟表現(xiàn)出的許多精密貼片晶振.幾部分前十億的突然步驟可以破壞某些定時(shí)接收器.以前的方案將三個(gè)自由運(yùn)行的振蕩器與在投票安排中的頻率鑒別器相結(jié)合,以確定哪些振蕩器是最接近的協(xié)議.忽略顯示頻率偏差最大的振蕩器,另外兩個(gè)振蕩器中的一個(gè)用于輸出.在提出的引導(dǎo)鎖相環(huán)方案中,三個(gè)振蕩器被鎖相,并監(jiān)測(cè)調(diào)諧電壓,以確定哪個(gè)振蕩器已經(jīng)采取了頻率步長(zhǎng)(圖2).一個(gè)振蕩器是任意選擇作為主,另一個(gè)選擇作為備用主.在操作中,t他通過兩個(gè)PLLs控制輸出頻率.如果主采取頻率步,那么兩個(gè)PLLs將顯示觸發(fā)比較器和柵極的電壓步.柵極輸出切換模擬開關(guān)連接備用主鎖相環(huán)的輸出到引導(dǎo)輸入取消由主誘導(dǎo)的步驟.調(diào)諧電壓是交流耦合到比較器,使系統(tǒng)只響應(yīng)突然的步驟,并在一段時(shí)間后恢復(fù)到名義狀態(tài).由于引導(dǎo)電壓應(yīng)用于兩個(gè)振蕩器,PLLs不會(huì)受到干擾.如果其他兩個(gè)振蕩器中的任何一個(gè)采取頻率步,和門不切換和主保持控制.凈結(jié)果是平滑主有源晶振振蕩器的頻率步驟,將它們轉(zhuǎn)換為頻率漂移足夠慢