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如圖所示，一個典型VCXO包括：石英晶體、放大電路、變?nèi)荻O管、控制電壓端，以及輸出緩沖電路。VCXO能在一個較窄范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)、可控的頻率調(diào)整。

工作機制可簡化為：

控制電壓 → 改變變?nèi)荻O管電容 → 改變振蕩條件 → 調(diào)節(jié)輸出頻率

在實際應(yīng)用中，VCXO往往與鎖相環(huán)PLL配合使用。PLL可以檢測VCXO輸出與參考時鐘的相位差，并產(chǎn)生誤差信號，經(jīng)過環(huán)路濾波器后調(diào)節(jié)VCXO，從而實現(xiàn)頻率的精確鎖定和相位同步。

標稱頻率

VCXO在標準控制電壓，通常為中點電壓下的輸出頻率。CMOS輸出最高可達到245.0MHz，LVDS最高可達到2.1GHz, HCSL最高可達到700MHz。

壓控范圍

控制電壓變化時，輸出頻率可調(diào)的范圍通常用ppm表示。一般為50~200ppm、80~200ppm。假設(shè)一個10MHz壓控晶振的壓控范圍是±50ppm，那么可調(diào)范圍約±500Hz。

控制電壓范圍

可選電壓有1.8V/2.5V/3.3V/5.0V。其中3.3V的應(yīng)用最為廣泛。中心頻率通常在中點電壓：如1.65Vdc @ 3.3V，2.5Vdc @ 5.0V。

控制靈敏度

單位電壓變化引起的頻率變化量，可用壓控范圍和控制電壓范圍計算近似Kv。

靈敏度過高 → 易受噪聲影響；

靈敏度過低 → 調(diào)節(jié)不夠靈活。

頻率穩(wěn)定度

頻率隨環(huán)境變化的穩(wěn)定性，包括：溫度穩(wěn)定度、電源穩(wěn)定度、負載變化影響。

相位噪聲和抖動

相位噪聲表征信號頻譜純凈度，直接影響系統(tǒng)誤碼率和抖動性能。抖動是時域指標與相位噪聲密切相關(guān)。

老化率

隨時間頻率漂移，單位ppm/年。

VCO

通常由LC回路(電感 + 電容)或電容二極管調(diào)諧形成振蕩器。頻率由電壓控制。調(diào)節(jié)范圍大，但受溫度、電源噪聲影響大。可應(yīng)用在如下場景：PL中的可調(diào)頻振蕩器、調(diào)頻FM發(fā)射器、合成器或無線通信、需要大調(diào)諧范圍、頻率可快速掃描的場景……

VCXO

基于晶體振蕩器的壓控型晶體，晶體固有頻率非常穩(wěn)定?？刂齐妷鹤饔迷诰w的負載電容上，實現(xiàn)微調(diào)。調(diào)節(jié)范圍小，但頻率非常精確穩(wěn)定。可應(yīng)用在如下場景：精密時鐘同步（如以太網(wǎng)、SDH/SONET）、高精度數(shù)據(jù)通信時鐘、鎖相環(huán)中的參考時鐘微調(diào)、需要高穩(wěn)定性、低抖動、窄頻率調(diào)節(jié)的場景……

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