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來源：http://www.xlspa.cn 作者：konuaer 2012年04月30
VCXO壓控振蕩器發(fā)展歷史
電壓控制晶體振蕩器（VCXO）
電壓控制晶體振蕩器（VCXO），是通過施加外部
控制電壓使振蕩頻率可變或是可以調(diào)制的石英晶體振蕩器。
在典型的VCXO中，通常是通過調(diào)諧電壓改變變?nèi)荻O管的電容量來“牽引”石英晶體振子頻率的。
VCXO允許頻率控制范圍比較寬，實(shí)際的牽引度范圍約為±200ppm甚至更大。
如果要求VCXO的輸出頻率比石英晶體振子所能實(shí)現(xiàn)的頻率還要高，
可采用倍頻方案。擴(kuò)展調(diào)諧范圍的另一個(gè)方法是
將晶體振蕩器的輸出信號(hào)與VCXO的輸出信號(hào)混頻。
與單一的振蕩器相比，這種外差式的兩個(gè)振蕩器信號(hào)調(diào)諧范圍有明顯擴(kuò)展
在移動(dòng)通信基地站中作為高精度基準(zhǔn)信號(hào)源使用的VCXO代表性
產(chǎn)品是日本精工·愛普生公司生產(chǎn)的分析圖
VG－2320SC。這種采用與IC同樣塑封的4引腳器件，
內(nèi)裝單獨(dú)開發(fā)的專用IC，器件尺寸為12.6mm×7.6mm×1.9mm，體積為0.19?。
其標(biāo)準(zhǔn)頻率為12～20MHz，電源電壓為3.0±0.3V，工作電流不大于2mA，
在－20～＋75℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度≤±1.5ppm，
頻率可變范圍是±20～±35ppm，啟動(dòng)振蕩時(shí)間小于4ms。
金石集團(tuán)生產(chǎn)的VCXO，頻率覆蓋范圍為10～360MHz，
頻率牽引度從±60ppm到±100ppm。
VCXO封裝發(fā)展趨勢(shì)是朝SMD方向發(fā)展，
并且在電源電壓方面盡可能采用3.3V。
日本東洋通信機(jī)生產(chǎn)的TCO－947系列片式VCXO
早在90年代中期前就應(yīng)用于汽車電話系統(tǒng)。
該系列VCXO的工作頻率點(diǎn)是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和15.36MHz，
頻率溫度特性±2.5ppm/－30～＋75℃，頻率電壓特性±0.3ppm/5V±5％，
老化特性±1ppm/年，內(nèi)部采用SMD/SMC，并采用激光束和汽相點(diǎn)焊方式封裝，
高度為4mm。日本富士電氣化學(xué)公司開發(fā)的個(gè)人手持電話系統(tǒng)（PHS）
等移動(dòng)通信用VCXO，共有兩大類六個(gè)系列，為適應(yīng)SMT要求，
全部采用SMD封裝。Saronix的S1318型、Vectron國際公司的J型、
Champion技術(shù)公司的K1526型和Fordahi公司的DFVS1－KH/LH等VCXO，
均是表面貼裝器件，電源電壓為3.3V或5V，
可覆蓋的頻率范圍或最高頻率分別為32～120MHz、155MHz、2～40MHz和1－50MHz，
牽引度從±25ppm到±150ppm不等。MF電子公司生產(chǎn)的T－VCXO系列產(chǎn)品尺寸為5mm×7mm，
曾被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是外形尺寸最小的產(chǎn)品，但這個(gè)小型化的記錄很快被打破。
目前新推出的雙頻終端機(jī)用VCXO尺寸僅為5.8mm×4.8mm，
并且有的內(nèi)裝2只VCXO。Raltron電子公司生產(chǎn)的VX－8000系
圖3壓控SAW振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖4OCXO內(nèi)部結(jié)構(gòu)示圖
列表面貼裝VCXO，采用引線封裝時(shí)高度為0.185英寸，
采用扁平封裝時(shí)僅為0.15英寸，工作頻率可在1～160MHz內(nèi)選擇，
標(biāo)準(zhǔn)頻率調(diào)整范圍為±100ppm，線性度優(yōu)于±10％，
穩(wěn)定度優(yōu)于±25ppm/0～70℃，老化率為±2ppm/年，
輸出負(fù)載達(dá)10個(gè)LSTTL（單價(jià)達(dá)10美元以上）。
于1998年7月上市的單價(jià)2000日元的UCV4系列壓控振蕩器（VCO），
面向全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）和個(gè)人數(shù)字蜂窩電話（PDC），
可用頻率范圍為650～1700MHz，電源電壓為2.2～3.3V，
尺寸僅為4.8mm×5.5mm×1.9mm，體積為0.05?，重量0.12g。
日本精工·愛普生公司利用ST切型晶片制作的聲表面波（SAW）諧振器（Q≌2000），
型號(hào)為FS－555，用4.8mm×5.2mm×1.5mm陶瓷容器包封，
振蕩頻率范圍達(dá)250～500MHz，頻率初始偏差為±25～100ppm，
在－20～60℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度是±27ppm，老化率為±10ppm/年。
利用FS－555組成的壓控SAW振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。
欲擴(kuò)大頻率調(diào)節(jié)范圍，可加大串聯(lián)電感Lo的電感量。
由于SAW諧振器的頻率可達(dá)2GHz以上，為壓控SAW振蕩器（VCSO）的高頻化提供了一條重要途徑。
電壓控制晶體振蕩器（VCXO）
電壓控制晶體振蕩器（VCXO），是通過施加外部
控制電壓使振蕩頻率可變或是可以調(diào)制的石英晶體振蕩器。
在典型的VCXO中，通常是通過調(diào)諧電壓改變變?nèi)荻O管的電容量來“牽引”石英晶體振子頻率的。
VCXO允許頻率控制范圍比較寬，實(shí)際的牽引度范圍約為±200ppm甚至更大。
如果要求VCXO的輸出頻率比石英晶體振子所能實(shí)現(xiàn)的頻率還要高，
可采用倍頻方案。擴(kuò)展調(diào)諧范圍的另一個(gè)方法是
將晶體振蕩器的輸出信號(hào)與VCXO的輸出信號(hào)混頻。
與單一的振蕩器相比，這種外差式的兩個(gè)振蕩器信號(hào)調(diào)諧范圍有明顯擴(kuò)展
在移動(dòng)通信基地站中作為高精度基準(zhǔn)信號(hào)源使用的VCXO代表性
產(chǎn)品是日本精工·愛普生公司生產(chǎn)的分析圖
VG－2320SC。這種采用與IC同樣塑封的4引腳器件，
內(nèi)裝單獨(dú)開發(fā)的專用IC，器件尺寸為12.6mm×7.6mm×1.9mm，體積為0.19?。
其標(biāo)準(zhǔn)頻率為12～20MHz，電源電壓為3.0±0.3V，工作電流不大于2mA，
在－20～＋75℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度≤±1.5ppm，
頻率可變范圍是±20～±35ppm，啟動(dòng)振蕩時(shí)間小于4ms。
金石集團(tuán)生產(chǎn)的VCXO，頻率覆蓋范圍為10～360MHz，
頻率牽引度從±60ppm到±100ppm。
VCXO封裝發(fā)展趨勢(shì)是朝SMD方向發(fā)展，
并且在電源電壓方面盡可能采用3.3V。
日本東洋通信機(jī)生產(chǎn)的TCO－947系列片式VCXO
早在90年代中期前就應(yīng)用于汽車電話系統(tǒng)。
該系列VCXO的工作頻率點(diǎn)是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和15.36MHz，
頻率溫度特性±2.5ppm/－30～＋75℃，頻率電壓特性±0.3ppm/5V±5％，
老化特性±1ppm/年，內(nèi)部采用SMD/SMC，并采用激光束和汽相點(diǎn)焊方式封裝，
高度為4mm。日本富士電氣化學(xué)公司開發(fā)的個(gè)人手持電話系統(tǒng)（PHS）
等移動(dòng)通信用VCXO，共有兩大類六個(gè)系列，為適應(yīng)SMT要求，
全部采用SMD封裝。Saronix的S1318型、Vectron國際公司的J型、
Champion技術(shù)公司的K1526型和Fordahi公司的DFVS1－KH/LH等VCXO，
均是表面貼裝器件，電源電壓為3.3V或5V，
可覆蓋的頻率范圍或最高頻率分別為32～120MHz、155MHz、2～40MHz和1－50MHz，
牽引度從±25ppm到±150ppm不等。MF電子公司生產(chǎn)的T－VCXO系列產(chǎn)品尺寸為5mm×7mm，
曾被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是外形尺寸最小的產(chǎn)品，但這個(gè)小型化的記錄很快被打破。
目前新推出的雙頻終端機(jī)用VCXO尺寸僅為5.8mm×4.8mm，
并且有的內(nèi)裝2只VCXO。Raltron電子公司生產(chǎn)的VX－8000系
圖3壓控SAW振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖4OCXO內(nèi)部結(jié)構(gòu)示圖
列表面貼裝VCXO，采用引線封裝時(shí)高度為0.185英寸，
采用扁平封裝時(shí)僅為0.15英寸，工作頻率可在1～160MHz內(nèi)選擇，
標(biāo)準(zhǔn)頻率調(diào)整范圍為±100ppm，線性度優(yōu)于±10％，
穩(wěn)定度優(yōu)于±25ppm/0～70℃，老化率為±2ppm/年，
輸出負(fù)載達(dá)10個(gè)LSTTL（單價(jià)達(dá)10美元以上）。
于1998年7月上市的單價(jià)2000日元的UCV4系列壓控振蕩器（VCO），
面向全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）和個(gè)人數(shù)字蜂窩電話（PDC），
可用頻率范圍為650～1700MHz，電源電壓為2.2～3.3V，
尺寸僅為4.8mm×5.5mm×1.9mm，體積為0.05?，重量0.12g。
日本精工·愛普生公司利用ST切型晶片制作的聲表面波（SAW）諧振器（Q≌2000），
型號(hào)為FS－555，用4.8mm×5.2mm×1.5mm陶瓷容器包封，
振蕩頻率范圍達(dá)250～500MHz，頻率初始偏差為±25～100ppm，
在－20～60℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度是±27ppm，老化率為±10ppm/年。
利用FS－555組成的壓控SAW振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。
欲擴(kuò)大頻率調(diào)節(jié)范圍，可加大串聯(lián)電感Lo的電感量。
由于SAW諧振器的頻率可達(dá)2GHz以上，為壓控SAW振蕩器（VCSO）的高頻化提供了一條重要途徑。
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