晶振技术样本

1、频率标准的类型：铷原子钟：铯原子钟即铯束原子频率标准。铯(C133)原子频率标准所用的是基态超精细磁 能级之间的跃迁，即原子秒定义中描述的跃迁能级。铯原子频率标准的准确度高，短期频率稳 定度比氢原子频率标准差，价格高，体积比铷原子钟大，一般只用作最高等级基准时钟或测 试、研究必须的频率标准。铯原子钟：铷原子钟用的是基态超精细磁能级之间的跃迁，称为a跃迁，与铯钟相比，虽然 铷原子钟的准确度是原子钟中最差的，漂移率也较大，不能作为频率基准使用，但它体积小， 重量轻，预热时间很短，价格相对低廉，在同步网中普遍作为地区级参考频率标准。石英晶体振荡器：是利用石英晶体(SiO2)的压电效应制成的一种谐振器

2、件，简称晶振。根 据晶振的不同使用要求及特点，一般分为以下几类：普通晶振(XO)、压控晶振(VCXO)，温 补晶振(TCXO)和恒温晶振(OCXO)高稳石英晶体振荡器：简称高稳晶振，具有完善的结构和良好的温控电路组成。主要措施 有：相位差比较器和软件锁相控制器，恒温槽技术。高稳石英晶体频率标准体积小、寿命长、 价格低廉，特别是秒以下的短期稳定度好，且利用锁相技术能使之同步于外来同步基准信号， 因此高稳晶振在数字同步网中作为从钟被大量使用。主要技术指标：频率准确度：表征信号的实际频率值与理想的或定义的频率值(以UTC为标准的频率，实 际是国际原子时ATI的频率)的偏离或符合程度，一般用相对频率偏

3、差来表示。频率稳定度：频率稳定度表示时钟输出频率因受噪声影响产生的随机起伏特性。能够从时 域和频域来分析频率稳定度。频率稳定度用阿伦方差的平方根来表征。频率漂移率：频率漂移率是指时钟输出频率随运行时间单调变化的线性率。随时间单位的 不同，有日漂移率?p月漂移率和年漂移率。对于高稳石英晶体振荡器，由于频率漂移一般是由 石英晶体的老化造成的，因此它的频率漂移率称为频率老化率。原子钟的漂移主要由内部器件 造成，包括由量子结构的频率漂移、相检及运放的漂移引起。频率重现性：频率重现性或称频率复现性是指时钟工作一段时间t1后，频率测得为fl，此时 停机一段时间t2,再开机一段时间t3后，测得频率f3频率重

4、现性表征的就是f3与fl的相对频 率偏差。频率标准的定义频率标准是指能给出较高准确度的单一频率值的正弦波形振荡信号的装置, 其频率值大都是1, 5, 10MHz,频率标准有时也简称频标。衡量频率标准的主要 指标是频率准确度和稳定度。实用的频率标准由高稳石英晶体振荡器和原子频率 标准2大类。频率准确度是指频率的实际值相对于标称值的相对偏差。频率漂移(老化率)频率值随时间呈单方向的变化，称为频率漂移或老化。近似描述频率老化特 性的直线用最小二乘法计算，具体测定时，需要用一台老化率比被测频标小一 个数量级的频标作为参考，如检定石英频标时用铷原子频标或铯原子频标作为 参考，检定铷原子频标时用铯原子频标

5、。老化率计算公式S 3-1频率稳定度描述输出频率受噪声影响而产生随机起伏程度的量，数学表征用Allan(阿 伦)方差的平方根值。阿伦方差计算公式：采样间隔为，测量m+1个数。相位噪声频率稳定度在频域特性的表征用相位噪声表征。用单边带内的功率来描述频 率的不稳定情况，称为相位噪声。用符号(f)表示，f偏离载频的频率值, 具体定义为：(f)=偏离载频f处1Hz单位频带平均功率/载频功率频率重现性频标多次开机使用时，频率保持一致性的能力。计算公式为/of1为频标关机前的频率值；f2为频标关机冷却后再开机到稳定工作的频率值;f0为标称频率值。由于频标一般都有良好的恒温装置，因此一般冷却时间为24小时。

6、重现性这一指标都是对原子频标而言的，因为石英晶振受其机理限制，其重现 能力较差。国产晶体振荡器一览这里介绍的仅仅是一部分国内厂商生产的晶体振荡器产品北京瑞华欣科技开发有限责任公司冯力高速增长的有线和无线通信市场好象是肥沃的土壤，滋润着晶体振荡器 的高速发展。与此同时，通信整机厂商也不断提出了越来越高的要求，这不但表现在要求更 高的技术性能，如频率稳定度、频率温度稳定度、频率老化率、功耗等等，还表现 在要求更好的价格，以及要求交货更稳定、更及时。晶体振荡器供应商为适应晶体振荡器发展的新趋势，也在不断加大研发资金的投入，扩大生产规模，缩短新品上市时间，降 低晶体振荡器的成本。本文对部分国内晶体振荡

7、器供应商于1998年至 年初间推出的最具 代表性的晶体振荡器做了简要介绍。温度补偿晶体振荡器(TCXO DTCXO) TCX0620系列TCXO,频率范围覆盖4.096MHz23MHz,频率温度稳定度 W1ppm(-40C70C),电源电压+ 5Vdc5%,输出正弦波，VppN3V(300Q 并15pF负 载)，封装为25X15X10mm。-生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司 ZC543系列TCXO,标称频率为2.048MHz,频率温度稳定度W1ppm (-40C85C)，频率老化率W1ppm/年，频率电源电压稳定度W0.5ppm,输出方波，封装为 38X38X14.5mm。生产商：国营晨

8、星无线电器材厂 DCXO720系列数字温度补偿晶体振荡器(DTCXO),频率覆盖2.048MHz 60MHz,频率温度稳定度：W0.37ppm(-40C70C )及W0.5ppm(-45 C70C),频率 老化率：W1ppm(第一年)及4.6(十年)，频率压控范围N10ppm(2.5V2V),封装为 38X38X13mm。恒温晶体振荡器(OCXO) OX97系列OCXO,频率覆盖4MHz10MHz,频率温度稳定度 W50ppb(-10C50C),频率老化率3X10-8/天，恒温晶体振荡器起始加热功率W600mA( max), 电源电压+12Vdc,输出正弦波，VppN0.4V(50礁涸*),封

9、装为50X50X 19mm。-生产商：北京科瑞思特电子有限公司 OCXO820系列5MHz/10MHz低噪声恒温晶体振荡器(OCXO),频率温度稳定 度 30ppb(-5C55C),频率老化率：5X10-10/天(加电72小时后测试)， 1X10-7/年。单边带相位噪声：10Hz, -120dBc/Hz; 100Hz, -140dBc/Hz; 1kHz, -150dBc/Hz;10KHz,-155dBc/Hz; 100KHz, -155dBc/Hz。短期频率稳定度(阿伦方差)：5X10-12/1s,频率压控范围N1ppm(0V5V),频率准确度20ppb(室温)，频率重 现性10ppb,封装为

10、 50X50X30mm。-生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司 OVC121系列16.384/8.192/4.096MHz局用数字程控交换机三级钟(OCXO), 频率温度稳定度50ppb (0C50C),频率老化率5X10-9/天，短期频率稳定 度(阿伦方差)5X10-11/1s,频率压控范围N7ppm(2.5V2.5V),频率重现性0.2ppm(断电 24小时后，加电48小时)，预热时间2小时后频率误差0.2ppm。压控晶体振荡器(VCXO) VCXO封装为DIL-14(约为21X13X8mm),频率覆盖1 MHz40.96MHz,频 率压控范围N200ppm(-5V+5V)和N80ppm

11、(0V5V), HCMOS 输出，15pF 负载，占空比 40%60%,上/下沿W10ns( max)。-生产商：湖北东光电子股份有限公司 VCXO510系列VCXO,封装为21X13X13mm,频率覆盖5MHz75MHz,频率 压控范围N100ppm(2.5V2V),频率老化率W5ppm(第一年)，单边带相位噪声：10Hz,-90dBc/Hz; 100Hz, -115dBc/Hz; 1kHz, -140dBc/Hz; 10KHz, -150dBc/Hz; 100KHz, -155dBc/Hz。确保频率准确度的电压调节范围2.0V3.0V(等效为频率准确度W25ppm,室温)，频率温度稳定度W

12、25ppm(-25C70C), AHCMOS输出，2TTL负载，占空 比40%60%,压控线性20%,压控极性为正极性。-生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司高频低噪声晶体振荡器 ZD503系列100MHz低相位噪声恒温晶体振荡器(OCXO),单边带相位噪声: 10Hz,-100dBc/Hz; 100Hz, -125dBc/Hz; 1kHz, -150dBc/Hz; 10kHz, -160dBc/Hz;100kHz, -160dBc/Hz。工作温度范围-40C50C,频率老化率8.9ppb/天，频率 微调N土1ppm,电源电压+15Vdc,封装为 50X70X96mm。-生产商：天奥晶体实业

13、有限公司 TCX0610系列低相位噪声温补晶体振荡器(TCXO),频率覆盖5MHz 60MHz,频率温度稳定度W4ppm( -55C105C)。单边带相位噪声：10Hz, -90dBc/Hz;100Hz, -120dBc/Hz; 1kHz, -148dBc/Hz; 10kHz, -152dBc/Hz; 100kHz, -155dBc/Hz(标 称频率为30MHz)。谐波抑制-30dBc,杂散抑制-70dBc,封装为38X38X 13mm。-生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司结束语-除了指标非常高的晶体振荡器国内生产厂家暂时无法提供外，其它产品 都能够供货,而且电性能指标与国外差距不大。两者最大的差距主要是反映在晶体振荡器封 装体积上，造成差距的主要原因是国内用于生产晶体振荡器(OCXO, DTCXO, TCXO, VCXO)的石英晶体谐振器生产技术一直没有实质性突破，落后的石英晶体谐振器生产技术严 重影响了国内晶体振荡器(OCXO, DTCXO