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1、100M 晶振使用三种晶体的相位噪声比较2010-05-24 20:33:14作为恒温晶振 OCXO或温补晶振 TCXO， 100MHz 是一个常用的频率。从切型和振动模式来看，常用的有以下 3 种晶体：AT 切 3 次泛音、 AT 切 5 次泛音、 SC切 5 次泛音。前一种通常用来制作温补晶振 TCXO，后 2 种用来制作恒温晶振 OCXO。这是因为：1AT 切晶体在非恒温的情况下，在宽温度范围内（ 40+85）其频率温度变化要小于 SC切的晶体，适合于温补晶振。2AT 切晶体的频率牵引率较大，适合于温补晶振。3良好设计的 5 次泛音的晶体比 3 次泛音的晶体 Q 值更高，相噪、老化、稳定

2、度都会更好，更适合做恒温晶振。为了试验晶体的Q 值与相位噪声之间的关系，选择了3 种晶体进行试验。3 种晶体如下：AAT 切 3 次泛音， Q 值约为 50K（UM1 封装）。BAT 切 5 次泛音， Q 值约为 90K（UM1 封装）。CSC切 5 次泛音， Q 值约为 130K（35U 封装）。电路的基本结构相同，但有一些变化。晶体 A 没有加恒温电路，电源供电为5V，主振级使用4V 的稳压电压。晶体 B 恒温到 70 度附近，电源供电为5V，主振级使用 4V 的稳压电压。晶体 C恒温到 90 度附近，电源供电为12V，主振级使用8V 的稳压电压。输出幅度都在9dBm 左右。测试相噪结果如

3、下：1 / 2要从理论上来解释这个结果，有些困难甚至有些牵强。不过我还是尝试一下。先看远端 10KHz以外的相噪，晶体 C最好，这或许是因为使用了较高的电源电压，因此输出信噪比较好。晶体 A 与 B 相比， A 的远端相噪较好，这可能是基于以下 2 点：1晶体 A 的电路没有恒温，热噪声较低。2晶体 A 是三次泛音晶体，虽然 Q 值低，但谐振阻抗 RS也低，因此主振级输出幅度较大，信噪比提高。再来看近端 10HZ处的相噪，几种晶体没有太大的区别，恒温和非恒温也没有什么区别。一般上理论认为，晶振的相位噪声，近端取决于晶体，远端取决于电路。近端相位噪声正比于晶体Q 值的 4 次方。这点在我的试验中没有得到体现。我认为可能的原因在于：1.近端仍旧是电路的噪声在起主要作用，高Q 值晶体的效果没有得到发挥。2.晶体的有载 Q 值比空载 Q 值下降很多，以至于各种晶体的有载 Q 值差别不大，所以相噪相差不大。总结来说，在低噪声晶振的设计中，电路是非常重要的环节，振荡电路应该要使晶体的有载 Q 值不致下降很多，并且电路附加的噪声要足够小。一般性的设计中，不必一味追求晶体的高 Q 值（对老化率

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