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振荡器的抖动是什么

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浏览:- 发布日期:2019-02-13 09:25:39【
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石英晶体振荡器性能的基本衡量标准是其频率稳定性(或不稳定性取决于一个人的观点).从长期来看(时间尺度为几天或几年),我们将频率变化称为衰老.在中等时间尺度(秒)内,振荡器的稳定性通常以其Allan方差为特征.在短时间尺度(通常小于一秒)内,频率稳定性通常以信号相位的波动(相位噪声)或其转换时间的波动或其周期的周期(抖动)来表征.

振荡器的抖动是什么

考虑几乎周期性的信号,其频率在某个标称值υ0附近变化.粗略地说,抖动是指该信号频率的快速变化.慢频率变化(例如由于温度变化或甚至老化引起的频率变化)被称为漂移并且不是感兴趣的-它们不是抖动.虽然定义因应用而异,但慢于10Hz的频率变化被认为是漂移的,而比这更快的频率变化被认为是抖动.所以,让我们假设我们的信号没有漂移.

我们感兴趣的是信号转换的时间顺序.例如,如果这是有源晶体振荡器,电压在地和电源电压之间摆动,我们可以考虑输出电压上升到中点电压1/2VDD的时间.同样,如果这是交流耦合的正弦波输出(因此具有零均值),我们可以考虑电压通过地电压上升的时间.

因此,对于这样的信号,我们构造了增加的时间序列,用于表示信号交叉的时间.将我们的信号视为时钟,我们可以将这些视为时钟“滴答”的时间.如果我们的信号完全是周期性的,周期τ=1/υ0,那么我们将得到tk=Tk,即

Tk=t0+kτ.1

但是,由于抖动,情况并非如此.

在某些系统中,保持两个信号同步以使它们锁相是很重要的.这通常使用锁相环(PLL)来完成,使得一个TCXO晶体振荡器跟随另一个贴片晶体振荡器.然而,虽然PLL可以针对振荡器的漂移进行调整,但是它无法针对快速频率变化(即抖动)进行调整.在这种情况下,我们需要测量两个信号可能失步或异相的程度.

振荡器的抖动是什么

定时抖动测量我们信号在其历史中任何给定时间的过渡(滴答)的迟到或早期.也就是说,定时抖动是转换发生tk与应该发生Tk的时间之间的时间差Jk,即,

Jk=Tk-tk,(2)

其中Tk由等式(1)定义.

定时抖动通常被称为石英晶振间隔误差(TIE),因为这只是我们信号转换时间的误差.此外,至少对于近似正弦信号,均方根定时抖动Jrms与均方根相位波动(相位噪声)φrms有关,如下所述.

并且是相位波动的谱密度(与传统的单边带相位噪声谱有关).因此,定时抖动通常被称为相位抖动(通常限于相位波动的频带),并且(所有类型的)抖动通常表示为相位角(φk=2πJK/τ),或者整个期间的分数(JK/τ).

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