壓控晶體振蕩器VCXO是提供石英諧振器穩(wěn)定性的電子組件或模塊，并且可以進(jìn)行較小的壓控調(diào)節(jié)。壓控晶體振蕩器，VCXO在許多需要晶體振蕩器穩(wěn)定性的RF電路中都有用，但是具有拉動或調(diào)整它們的能力。貼片壓控晶振VCXO之所以得名，是因?yàn)榫w諧振器通常被稱為“ Xtals”，即VCXO代表壓控Xtal振蕩器。使用VCXO可以使石英晶體具有很高的穩(wěn)定性，并可以實(shí)現(xiàn)低水平的相位噪聲，同時(shí)仍可以少量改變或調(diào)整頻率。
VCXO通常是電子組件，可在需要對信號進(jìn)行小的可編程調(diào)整的情況下使用，例如，用作電子系統(tǒng)中的參考信號。此處，VCXO可以使用從數(shù)字信號中導(dǎo)出的電壓進(jìn)行編程。
VCXO還可在控制電壓可用來抵消由溫度，老化等引起的頻率變化的情況下使用。通過這種方式，它們在許多電子電路設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。
一、VCXO電路
(1) VCXO的基本電路包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器，但具有一種電子裝置，可以對頻率進(jìn)行微調(diào)或“拉”。使用變?nèi)荻O管或變?nèi)荻O管幾乎總是可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在大多數(shù)VCXO中，在晶體上放置一對背對背二極管。將反向偏壓施加到二極管的陽極，然后將其用作晶體上的可變電容器。在大多數(shù)情況下，使用的是Colpitts振蕩器電路。
典型的VCXO電路
(2) 可以拉動晶體頻率的數(shù)量取決于多種因素，包括所施加的電容水平，電路狀況本身以及晶體。但是，不能將頻率拉得太遠(yuǎn)，因?yàn)殡S著晶體兩端電容水平的增加，晶體的活性會降低。如果有必要將VCXO拉至較大范圍，則可以在電路中集成一個(gè)電感器。
二、VCXO應(yīng)用
(1) 溫控晶體振蕩器：VCXO用于TCXO-溫控晶體振蕩器，其中溫度補(bǔ)償電壓施加到VCXO的控制端子。通過這種方式，可以大大減少漂移。盡管VCXO的性能仍然不如全烤箱控制的晶體振蕩器，但是它能夠提供比單個(gè)無補(bǔ)償晶體振蕩器更好的性能水平，并且遠(yuǎn)低于全烤箱控制的晶體振蕩器的成本。
(2) 窄帶PLL：在另一種應(yīng)用中，VCXO可以用于窄帶鎖相環(huán)，其中僅需要少量的頻率變化。在這里，它們能夠提供很好的相位噪聲。它們可以在此角色中用于信號重構(gòu)。
(3) 其他應(yīng)用：VCXO用于需要穩(wěn)定和低相位噪聲振蕩器的其他電子設(shè)計(jì)中，可以用相對較小的量進(jìn)行調(diào)整或調(diào)整。通常，這些應(yīng)用出現(xiàn)在各種RF設(shè)計(jì)以及定時(shí)電路中。
三、VCXO性能
(1) 使用這種方法，頻率變化大約為35至50 ppm /伏的VCXO數(shù)字相當(dāng)容易實(shí)現(xiàn)，而具有這些數(shù)字的VCXO非常普遍。
(2) 自然地，可以拉低VCXO頻率的事實(shí)降低了振蕩器電路的整體性能。振蕩器的相位噪聲性能會下降，因?yàn)闀蟠蠼档椭C振器的有效Q值。另外，頻率穩(wěn)定性不是很好。
(3) VCXO的主要問題之一是溫度漂移。由于這會在電壓控制范圍內(nèi)變化，因此無法針對所有級別的控制電壓進(jìn)行優(yōu)化，終設(shè)計(jì)是一個(gè)折衷方案。當(dāng)不使用其他形式的溫度補(bǔ)償而使用時(shí)，它們的漂移可能會比其他形式的晶體振蕩器大。
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壓控晶體振蕩器