您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
振蕩器設(shè)計(jì)和應(yīng)用的趨勢(shì)
如果說(shuō)電子系統(tǒng)的頭腦是處理器，那么它的心臟就是能提供系統(tǒng)時(shí)序的頻率控制器，這兩者都是實(shí)現(xiàn)整體功能的重要部件。當(dāng)前，市場(chǎng)對(duì)頻率控制部門的要求基本上同對(duì)整個(gè)電子行業(yè)的相一致，即高性能、多功能、小型封裝、低功耗、低價(jià)格和更短的設(shè)計(jì)周期。在快速的技術(shù)發(fā)展浪潮面前，的半導(dǎo)體公司所做出的努力自不必說(shuō)，而時(shí)序振蕩器及其他時(shí)序元件的設(shè)計(jì)和制造者也在力求能跟上這種趨勢(shì)。
通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)小型化
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的泡沫并沒(méi)有減慢市場(chǎng)對(duì)可通信電子產(chǎn)品的需求。手機(jī)和PDA已經(jīng)遍地開(kāi)花，而且還在逐步縮減尺寸和價(jià)格，這就給配套元件提出了新的要求。其結(jié)果是，高容積標(biāo)準(zhǔn)振蕩器產(chǎn)品的封裝從7mm×5mm發(fā)展到zui近的5mm×3mm SMD形式。當(dāng)然，zui終解決價(jià)格和體積的途徑還是要發(fā)展全硅振蕩器，盡管它的穩(wěn)定性仍無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)晶體振蕩器所能達(dá)到的程度。得益于溫度補(bǔ)償晶振技術(shù)（TCXO）的快速發(fā)展，對(duì)于在網(wǎng)絡(luò)、儀器和無(wú)線應(yīng)用中出現(xiàn)的常見(jiàn)輸出頻率，7mm×5mm SMD封裝的TCXO在工作溫度范圍之內(nèi)的穩(wěn)定性已達(dá)±1×10-6，而具備相同性能的5mm×3mm器件也已經(jīng)出現(xiàn)。
在數(shù)目不斷增多的手持設(shè)備中集合GPS功能的做法加大了對(duì)具有*穩(wěn)定性的小型低功耗TCXO的需求。單芯片溫度補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很不錯(cuò)了，這種技術(shù)所帶來(lái)的穩(wěn)定性比基于熱敏電阻的TCXO約高一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且還能滿足特殊應(yīng)用中對(duì)低壓（2.5V）的要求。
對(duì)于大容量的元件，因?yàn)閺S商們都開(kāi)始著力開(kāi)發(fā)陶瓷SMD封裝產(chǎn)品線，消費(fèi)者已經(jīng)看到了規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的成本效益，而金屬和塑料封裝則成為了特殊應(yīng)用和預(yù)設(shè)計(jì)的保留。
更快的網(wǎng)絡(luò)、更高的頻率
高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和正在成長(zhǎng)的VoIP技術(shù)對(duì)目前使用的交互設(shè)備提出了新的要求。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)典型的集中辦公室系統(tǒng)必須要能同時(shí)處理站外數(shù)據(jù)通信以及位速率相對(duì)較低的語(yǔ)音信號(hào)。因此，時(shí)序器件開(kāi)始應(yīng)用在交互設(shè)備中。
更高的數(shù)據(jù)速率意味著更快的時(shí)鐘頻率，為了獲得高頻率，可以將低頻率振蕩器連接到乘法電路上。然而，使用高頻率時(shí)序器件卻可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的高性能電路設(shè)計(jì)，100MHz或更高輸出頻率的振蕩器就是理想選擇。因?yàn)檫@樣，制造商只選擇晶體諧波就能倍增頻率，而且還不影響振動(dòng)性能。
在高頻率通信設(shè)計(jì)中，小封裝尺寸通常比穩(wěn)定性重要，所以這些應(yīng)用場(chǎng)合通常是VCXO和簡(jiǎn)單封裝晶體振蕩器（SPXO）的領(lǐng)域。差動(dòng)輸出產(chǎn)品比如PECL和LVDS也正在增長(zhǎng)，因?yàn)樗麄兙哂锌焖俚纳仙?下降時(shí)間，可以減少數(shù)據(jù)損耗。
在整個(gè)通信行業(yè)中，隨著Gb以太網(wǎng)和ADSL的興起，能處理多數(shù)據(jù)和協(xié)議的儀器也相應(yīng)發(fā)展起來(lái)。而在其他工業(yè)部門，通信設(shè)備OEM廠商正通過(guò)外購(gòu)一些制造工藝來(lái)尋求比較經(jīng)濟(jì)的NRE花費(fèi)。
專業(yè)的半導(dǎo)體公司已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)對(duì)隨選即用型單芯片和模塊SDH/SONET時(shí)域系統(tǒng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@種系統(tǒng)要能夠接收多輸入?yún)⒖夹盘?hào)并輸出多種信號(hào)。該系統(tǒng)的中心有一個(gè)高穩(wěn)定性振蕩器，它能給系統(tǒng)提供同步性和性，而這兩個(gè)參數(shù)決定著整個(gè)解決方案的性能。
頻率控制器制造商正緊密的同半導(dǎo)體公司相配合，以便來(lái)支持這種解決方案。因?yàn)槌斯ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)的穩(wěn)定性，振蕩器還需要遵循一些短期的穩(wěn)定性限制，比如漂移和顫動(dòng)。而半導(dǎo)體供應(yīng)商則不但要測(cè)試振蕩器的性能，還要測(cè)試其能否驅(qū)動(dòng)時(shí)序電路，這樣才能確保的時(shí)序方案能工作在預(yù)期的環(huán)境中。
衛(wèi)星和無(wú)線寬帶
僅管圍繞著寬帶無(wú)線構(gòu)架還有很多爭(zhēng)論，但它們依然在鄉(xiāng)村地區(qū)和高速私人網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)然，這對(duì)已經(jīng)使用混合寬帶的用戶則沒(méi)什么益處。但在欠發(fā)達(dá)地區(qū)，混合構(gòu)架不成體系或根本不存在，無(wú)線寬帶因而就成了具有高性價(jià)比的替代品。
此外，實(shí)現(xiàn)中距離網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵是要有一個(gè)有高穩(wěn)定性且低相位噪聲的振蕩器，它能排除低輸出級(jí)別和嘈雜的輸入信號(hào)。雖然這些正好是OCXO的自然領(lǐng)域，但使用硅基溫度補(bǔ)償技術(shù)的TCXO已經(jīng)出現(xiàn)，這標(biāo)志著用低功耗和低價(jià)格的小型器件也能實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)。
用戶何時(shí)需要
在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的年代，快速的將設(shè)計(jì)方案投向市場(chǎng)是成功的關(guān)鍵。在頻率控制領(lǐng)域，元件經(jīng)常要根據(jù)用戶的個(gè)別要求或原型開(kāi)發(fā)要求來(lái)定制，還要在幾周甚至一個(gè)月內(nèi)被反復(fù)使用，但即使這樣也未必能滿足設(shè)計(jì)者的要求。現(xiàn)在，晶振供應(yīng)商可以提供精巧的可編程SPXO、VCXO和TCXO。它們都在工廠里進(jìn)行過(guò)調(diào)諧，能在大頻段范圍內(nèi)發(fā)送任意的輸出頻率。為了讓5～200個(gè)小元件原型能順利的工作，可編程振蕩器是設(shè)計(jì)者目前的選擇。