石英晶体振荡器是比较常见的一种电子元器件，属于频率控制元件类目，比普通的石英晶体具有更大更多的优势，常用于要求比较高的产品身上，现在生产的振荡器基本上都是低电压的，电压值范围在+1.8V~+5.0V之间，+1.8V和+3.3V是最常用的。值得一提的是，26.000MHz温补晶振的+1.8V~+3.3V可以通用，可以适用于更多的产品，通过通信类，网络类，工业类，军用类设备都是要用到晶体振荡器的。
现代电子产品使用时基来进行各种应用。通讯系统依靠时间基准来调制和解调数据，GPS系统依赖于它们准确定位，许多其他应用程序依靠时间基础来管理流程他们系统中的数据。随着应用范围的扩大和频率的增加，设计人员需要时间基础稳定性更高，噪音更低。因此，振荡器设计人员需要不断突破极限稳定性高，振荡器设计低噪音。

振荡器设计者面临的主要问题之一是相位噪声现象。相位噪声是一个在所有现实世界的Oscillator和信号发生器中存在的不期望的实体。它可能会导致失真或完全丢失传统接收机中的输入信息，以及相位调制应用中的高误码率。因此，有必要理解和量化相位噪声以使其产生影响更高级别的产品被最小化。
时间是人类天生就把握作为生活功能的一个概念。它将我们的世界定义为几天，几个月和年。当我们看一个时钟时，我们知道它是什么时候。但是，我们真的了解时间吗？
以及如何定义？与所有测量一样，时间的测量具有一定程度的不确定性。在工程应用中，我们使用本质上不完美的时基，并为应用增加不确定性由他们驱动。这种不确定性的一个副产品是相位噪声。存在固有的不稳定性在每个有源贴片晶振中，它表现为围绕振荡器频率的一系列噪声。这个噪音通常从载波测量到距离载波1MHz的频带。它被描绘成一个图表dBc/Hz与f（Hz）的关系，它表示在给定频率下噪声功率与载波功率相差多远。
以下内容将表明相位噪声是一个易于管理的问题。振荡器设计师可以尽量减少振荡器中的相位噪声，使用振荡器的系统设计人员可以更好地设计他们的系统选择正确的振荡器。外部噪声和干扰会降低相位噪声振荡器的性能，工程师需要了解这些因素，以便它们的效果可以预期或避免。
时间基础
作为工程师，我们习惯于查看频率计数器并读取显示屏来确定显示内容我们经营的频率。但该测量的准确度是多少？不确定性测量取决于计数器用于驱动其内部电路的时基精度。这个时间基础并不完美，因此会扭曲频率读数的结果。对于那些需要非常精确的频率测量的应用，这个时基的准确性是最重要的。
与所有其他测量人员一样，Tme具有不确定性。但是，时间最多人类生产的准确标准。第二个定义为共振频率铯133（Cs-133）为9,192,631,770赫兹[8]。
因此，通过测量铯的振动，我们有一个时间标准。NIST（国立研究所对于标准和技术而言，是美国时间标准的守护者。截至2005年NIST标准具有5X10-16秒的不确定性，这意味着它在60年内既不会增加也不会损失一秒百万年[9]。
尽管铯钟具有准确性，但它们有几个缺点使它们不适合商业化电子产品。铯标准的成本过高，无法将其作为时间基准。其次，他们很大。NIST标准填充了房间的很大一部分，虽然较小的铯标准可用，但它们不是便携式物品。此外，铯标准具有预热时间。保持通电是重要的是，因为权力中断可能意味着准确性的下降。最后，铯标准使用燃料-铯自然耗尽，使装置有效“脱气”。
由于铯不能有效地用于商业电子产品或大多数实验室应用，其他必须考虑时间源。铷提供极其精确的频率计数，类似于铯，但它遭受同样的陷阱。铷标准仅比铯稍微精确，其成本高。它们不是便携式设备，必须安装在便携式设备中固定的位置。铷标准物也具有与铯相同的燃料消耗问题。
大多数消费类电子产品的选择是石英晶体振荡器。石英通过压电效应。施加在晶体上的电压使其以非常稳定和可预测的方式振动办法。通过切割和成形石英，可以获得所需的振荡频率。石英有许多优点：它便宜（与铯和铷相比），它很小（晶体可以是在包装尺寸小于3.2mm×2.5mm的情况下获得，并且它具有高Q（对于较大的坯料而言>500K）。这些几十年来，特性使得石英成为计时设备的选择。
石英晶体振荡器
晶体振荡器有多种类型，形状和尺寸。XO（晶体振荡器）是石英晶体驱动电路。这些裸骨时钟价格便宜且体积小，但晶体的精度有限将在频率上以大约+/-30ppm的频率漂移。TCXO（温补晶振）使用补偿电压来校正晶体自然温度漂移。这是通过传统的热敏电阻网络或多项式实现的发电机。TCXO在整个温度范围内具有更严格的稳定性（可以获得+/-0.25ppm），并且很小（2.0mmx2.5mm可用），功耗低（在某些情况下为2mA）。
MCXO（微处理器控制晶体振荡器）使用微处理器来校正晶体自然温度漂移，通过检测操作温度并使用该数据来校正振荡器的频率。这些振荡器可以在整个温度范围内达到+/-0.1ppm的稳定性，但具有占地面积稍大，消耗更多功率，并且由于噪声特性而降低噪声特性微处理器在振荡器中运行。
OCXO（恒温石英晶体振荡器）和DOCXO（双炉控制晶体振荡器）提供石英晶体振荡器必须提供的最大稳定性。通过加热在内部电路中，晶体保持在几乎恒定的温度，几乎消除了晶体的自然温度漂移。零件在10-10温度范围内的稳定性是可以实现的，但是在封装尺寸的折衷下（它们的尺寸至少为1平方英寸），以及功耗（可能超过1A）。
尽管具有高Q值，但石英晶体振荡器并不完美。理想情况下，正弦振荡器会产生如公式1所示的电压：

其中Vo是幅度，fo是频率，t是时间。然而，现实世界的OSC振荡器存在一些幅度波动和相位波动它们的行为与公式2[4]相同。

其中Vo是幅度，fo是频率，t是时间，（t）是幅度波动，（t）是相位波动。振荡器的频率受几个因素的影响：温度，长期漂移和短期不稳定。石英对温度非常敏感，频率通常在+/-30ppm之间漂移在晶体的温度范围内。长期漂移，也称为衰老，是一种自然现象石英，很好理解。老化特征定义为：

其中t是以天为单位的时间，A，B和fo是由最小二乘拟合确定的常数（按照MIL-PRF-55310D）[7]。

如图1所示，石英的老化特性是随时间减慢的函数。这个意味着振荡器的频率漂移会随着时间的推移而减小。这是一个理想的选择影响长期表现。振荡器会漂移，但变化率会变化慢，振荡器效果会变得更稳定。短期稳定性或艾伦方差（AVAR）是对短期频率变化的测量振荡器。通常，AVAR是相对于特定的门时间指定的。例如，一个20ms的门可以选择时间并采集100个样本并应用于以下公式：

其中f（i）-f（i-1）是连续频率之间的差测量（MIL-PRF-55310D）。[7]
结果让我们感受到振荡器在给定的门控时间读取读数的稳定性。通过延长有源晶振的Allan方差减小的门时间，表明它在更长时间内更稳定平均周期。
抖动
从这个测量中我们可以看出振荡器的瞬时频率不是恒定的-它关于标称频率略有不同，在任何给定点产生频率的不确定性时间。该频率变化可视为波形边缘与理想值的时间变化标称频率边缘。边缘的这种时间变化称为抖动。图2[1]说明了抖动对方波的影响。

图2：抖动的时域表示。[1]
抖动可以在时域中测量，并以峰值到峰值时间变化表示边缘。然而，这种方法在某些应用中可能不是很有用，因为它们的变化边缘来自整个频带，并夸大了它的大小抖动。大多数现实世界的应用程序将在一定频率范围内运行只需要在该频段内测量抖动效应。有效地查看和测量抖动在特定频段，必须进行频域转换。
尽管几十年前就开始研发了，可目前来说低抖动，低相位噪声石英晶振仍然处于发展期，但这个模块具有非常好的前景，拥有优越的实用性。它的精度性高，稳定性强，性能卓越，可靠性高，是Oscillator系列中，比较高端的一种性能。

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怎样定义振荡器相位噪声的实用性?

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