理解Crystek高性能振蕩器的相位噪聲,一心一意專注于打磨低成本高質(zhì)量產(chǎn)品為主的Crystek公司,憑借著自身才智與實(shí)力,源源不斷為行業(yè)貢獻(xiàn)自我的價(jià)值,同時(shí)也為用戶提供高于其需求的產(chǎn)品,并得到廣大用戶的好評(píng),為了突破自我,Crystek公司開(kāi)始針對(duì)于新的市場(chǎng)需求優(yōu)化與更新自身的產(chǎn)品,也為了能夠讓用戶擁有更加廣泛的選擇空間而作出一番努力,經(jīng)過(guò)一段的打磨,便有了突飛猛進(jìn)的效果。
在幫助理解相位噪聲和抖動(dòng)的同時(shí)高性能振蕩器,本文還考察了振蕩器相位噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響,強(qiáng)調(diào)使用超低相位噪聲的重要性系統(tǒng)中的振蕩器。
對(duì)于一個(gè)電氣工程師來(lái)說(shuō),在理想的世界里噪音但什么是噪音?什么是電噪聲?或更多本文的重點(diǎn)是:什么是相位噪聲?作為工程師,我們憑直覺(jué)知道系統(tǒng)中的低噪聲比高噪聲好噪音然而,我們必須通常量化這種噪音接受的單位。我們還將檢查相位的差異商品與低成本、高性能晶體振蕩器的噪聲性能。了解成本振蕩器之間的性能權(quán)衡對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)。很多時(shí)候我們看到兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)在性能上差別很大,但在價(jià)格上沒(méi)有。這個(gè)振蕩器相位噪聲特性將主導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)性能和在振蕩器可以提高系統(tǒng)的性能。
然而工程師可以容易地過(guò)度指定振蕩器,因此,關(guān)鍵是要準(zhǔn)確理解有源晶體振蕩器相位噪聲(或抖動(dòng))限制了系統(tǒng)性能。幫助有了這樣的理解,關(guān)于相位噪聲和抖動(dòng)的教程就在順序.
振蕩器相位噪聲和抖動(dòng)在振蕩器中,相位噪聲是指輸出信號(hào)的相位分量。這個(gè)方程式信號(hào)為:
上面,Δφ()t是相位噪聲,但A0將建立信噪比。圖1說(shuō)明了這一點(diǎn)。
噪聲信號(hào)是隨機(jī)的,從廣義上講,噪聲可以被表征為干擾要處理或生成的主信號(hào)。它會(huì)干擾諸如電壓、電流、相位等的任何物理參數(shù),頻率(或時(shí)間)等。因此,我們的想法是最大化信號(hào)并最小化噪聲,以獲得高信噪比SNR.
原廠代碼
品牌
型號(hào)
類(lèi)型
頻率
頻率穩(wěn)定度
工作溫度
CVHD-950-125.000
Crystek振蕩器
CVHD-950
VCXO
125MHz
-
0°C ~ 70°C
CVHD-952-148.500
Crystek振蕩器
CVHD-952
VCXO
148.5MHz
-
0°C ~ 70°C
CVSS-945-122.880
Crystek振蕩器
CVSS-945
VCXO
122.88MHz
-
0°C ~ 70°C
CVCSO-914-245.760
Crystek振蕩器
CVCSO-914
VCSO (SAW)
245.76MHz
±200ppm
-20°C ~ 70°C
CVS575-622.080
Crystek振蕩器
CVS575
VCSO (SAW)
622.08MHz
±150ppm
-20°C ~ 70°C
CVS575S-500.000
Crystek振蕩器
CVS575S
VCSO (SAW)
500MHz
-150ppm, +100ppm
-20°C ~ 70°C
CVPD-970X-622.080
Crystek振蕩器
CVPD-970
VCXO
622.08MHz
±25ppm
-40°C ~ 85°C
CPRO33-100.000
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
100MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CPRO33-10.000
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
10MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
PPRO30-10.000
Crystek振蕩器
PPRO
TCXO
10MHz
±2.5ppm
-40°C ~ 85°C
RFPRO33-500.000
Crystek振蕩器
RFPRO
SO (SAW)
500MHz
-150ppm, +100ppm
-20°C ~ 70°C
RFPRO33-1000.000
Crystek振蕩器
RFPRO
SO (SAW)
1GHz
-150ppm, +100ppm
-20°C ~ 70°C
CPRO33-20.000
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
20MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
PPRO30-40.000
Crystek振蕩器
PPRO
TCXO
40MHz
±2.5ppm
-20°C ~ 75°C
CRBSCS-01-80.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
80MHz
±25ppm
-40°C ~ 85°C
CRBSCS-01-250.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
250MHz
±150ppm
-40°C ~ 85°C
CRBSCS-01-1000.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
1GHz
±150ppm
-40°C ~ 85°C
CCO-083-100.000
Crystek振蕩器
CCO
XO (Standard)
100MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
C3391-4.096
Crystek振蕩器
C33
XO (Standard)
4.096MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
C3391-4.096
Crystek振蕩器
C33
XO (Standard)
4.096MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CCHD-575-25-22.5792
Crystek振蕩器
CCHD-575
XO (Standard)
22.5792MHz
-
0°C ~ 70°C
CCHD-575-50-125.000
Crystek振蕩器
CCHD-575
XO (Standard)
125MHz
±50ppm
0°C ~ 70°C
CCHD-950-50-49.152
Crystek振蕩器
CCHD-950
XO (Standard)
49.152MHz
±50ppm
0°C ~ 70°C
CCPD-575X-20-80.000
Crystek振蕩器
CCPD-575
XO (Standard)
80MHz
±20ppm
-40°C ~ 85°C
CCHD-957-25-24.576
Crystek振蕩器
CCHD-957
XO (Standard)
24.576MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CCHD-957-25-45.1584
Crystek振蕩器
CCHD-957
XO (Standard)
45.1584MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CCHD-957-25-49.152
Crystek振蕩器
CCHD-957
XO (Standard)
49.152MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CCPD-575X-20-125.000
Crystek晶振
CCPD-575
XO (Standard)
125MHz
±20ppm
-40°C ~ 85°C
CCSO-914X-245.760
Crystek振蕩器
CCSO
SO (SAW)
245.76MHz
±150ppm
-40°C ~ 85°C
CVHD-952-153.600
Crystek振蕩器
CVHD-952
VCXO
153.6MHz
-
0°C ~ 70°C
CVSS-945-125.000
Crystek振蕩器
CVSS-945
VCXO
125MHz
-
0°C ~ 70°C
CVS575-500.000
Crystek振蕩器
CVS575
VCSO (SAW)
500MHz
±150ppm
-20°C ~ 70°C
CRBSCS-01-100.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
100MHz
±150ppm
-40°C ~ 85°C
CPRO33-50.000
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
50MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CPRO33-125.000
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
125MHz
±25ppm
0°C ~ 70°C
CRBSCS-01-125.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
125MHz
±25ppm
-40°C ~ 85°C
CRBSCS-01-50.000
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
50MHz
±25ppm
-40°C ~ 85°C
CRBSCS-01-245.760
Crystek振蕩器
CRBSCS, RedBox
RF Clock Source
245.76MHz
±150ppm
-40°C ~ 85°C
PPRO30-13.000
Crystek振蕩器
PPRO
TCXO
13MHz
±2.5ppm
-20°C ~ 75°C
PPRO30-26.000
Crystek振蕩器
PPRO
TCXO
26MHz
±2.5ppm
-20°C ~ 75°C
CPRO33-156.250
Crystek振蕩器
CPRO
XO (Standard)
156.25MHz
±25ppm
-40°C ~ 85°C
CVHD-950X-122.880
Crystek振蕩器
CVHD-950
VCXO
122.88MHz
-
-40°C ~ 85°C
C3290-1.544
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
1.544MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-1.843200
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
1.8432MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-10.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
10MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-12.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
12MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-12.288
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
12.288MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-12.352
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
12.352MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-14.318180
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
14.31818MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-15.360
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
15.36MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-16.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
16MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-16.384
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
16.384MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-18.432
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
18.432MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-19.440
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
19.44MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-2.048
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
2.048MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-20.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
20MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-20.480
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
20.48MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-24.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
24MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-24.704
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
24.704MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-25.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
25MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-3.686400
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
3.6864MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
C3290-30.000
Crystek振蕩器
C3290
XO (Standard)
30MHz
±100ppm
0°C ~ 70°C
K是玻爾茲曼常數(shù)=-23 1.38x10(J/K)
T是絕對(duì)溫度,單位為K
Δf和B都表示
測(cè)量單位為赫茲。
在沒(méi)有任何信號(hào)的情況下,存在熱噪聲基底。這樓層可以用多種單位指定:瓦特、V2/Hz,V/Hz、dBm/Hz等等。對(duì)于有源石英晶振便于使用dBm/Hz來(lái)定義噪聲密度。
在定義dBm/Hz之前,我們需要首先定義dBm是指50Ω系統(tǒng)中高于1 mW的分貝,并給出通過(guò).
因此,根據(jù)上述等式,1mW等于0dBm。方程2給出了熱噪聲的大小代入K和T,我們得到:
其中B是感興趣的帶寬,我們將使用1Hz以對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化。使用dBm方程(等式3),并且使用上面的結(jié)果,我們得到:
將帶寬B設(shè)置為1Hz將在中給出最終結(jié)果dBm/Hz,并且由于log(1)為零,我們得到:
例如:什么是-50 dBm,單位為dBm/Hz,單位為1kHz帶寬?解決方案:
功率(dBm/Hz)=-50-10log(1000)=-50-10(3)=-80 dBm/Hz
載波上的噪聲可以分為兩類(lèi);
隨機(jī)性和確定性。隨機(jī)噪聲傳播載波而確定性噪聲在載波上產(chǎn)生邊帶如圖2所示。將確定性組件添加到方程1現(xiàn)在變?yōu)?/span>
其中:md是確定性信號(hào)的振幅相位調(diào)制載波,fd是確定性信號(hào)。
噪聲具有無(wú)限帶寬,因此用于測(cè)量載波的儀器的帶寬有噪聲的頻率,它測(cè)量的噪聲就越高。對(duì)于例如,當(dāng)您更改分辨率帶寬時(shí)(等效到IF信道的物理帶寬)分析儀,噪聲幅度發(fā)生變化。因此,應(yīng)該當(dāng)指定振蕩器或信號(hào)源的頻譜純度。理解Crystek高性能振蕩器的相位噪聲.
行業(yè)已經(jīng)確定了相位的相關(guān)帶寬1赫茲的噪聲測(cè)量,稱為歸一化頻率很少有頻譜分析儀具有1Hz分辨率帶寬。這樣的頻譜分析儀非常昂貴的事實(shí)上,你想離承運(yùn)人越近測(cè)量,儀器成本就越高。頻譜分析器將指定它可以測(cè)量的離載體的距離
(被稱為可能的最低分辨率帶寬);在上面這個(gè)最大頻率,可以將讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化為1Hz,包括以下內(nèi)容:
例如,假設(shè)在從載波偏移10kHz的頻率。以及決議儀器的帶寬設(shè)置為1kHz。階段是什么該點(diǎn)的噪聲(dBc/Hz)?
信號(hào)的噪聲頻譜圍繞載波頻率,因此,有必要僅指定一側(cè)。這種單邊頻譜被稱為單邊帶(SSB)頻譜。因此,信號(hào)的頻譜純度可以是通過(guò)其單邊帶(SSB)相位噪聲完全量化如圖3所示。
振蕩器只不過(guò)是一個(gè)ASIC和一個(gè)石英晶體坯料。在大多數(shù)情況下,它甚至沒(méi)有內(nèi)部旁路電容器。水晶坯件是AT切割條
Q約為25K至45K。此低Q限制了閉合相位噪聲。ASIC及其所有晶體管限制了底板噪聲降低到大約-150 dBc/Hz。另一方面超低相位噪聲振蕩器采用離散高性能石英晶體振蕩器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),封裝晶體Q大于70K以獲得極好的接近相位噪聲。這個(gè)離散振蕩器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立了信噪比,因此地板低于-160 dBc/Hz。因此,上級(jí)使用非常高的Q晶體和良好.