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源于石英晶體振蕩器結(jié)構(gòu)的相位噪音特性的解說

來源：http://sanctuaryinlakeelmo.com 作者：億金電子 2018年06月26
         【序文】
           高速數(shù)據(jù)通信中處理的信號(hào)按照通信協(xié)議需要具備誤碼率等信號(hào)品質(zhì)性能.誤碼率（以下簡稱為“BER”）是指進(jìn)行收發(fā)信之際,收信方接收數(shù)據(jù)中的誤碼數(shù)除以發(fā)出的數(shù)據(jù)總字節(jié)數(shù)得出的錯(cuò)誤率.因此,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要通過專用集成電路的設(shè)計(jì)、基板布局的設(shè)計(jì)以及變更部品等防止信號(hào)品質(zhì)下降.為了使信號(hào)保持高品質(zhì),基準(zhǔn)信號(hào)源自身所具有的噪音及抖動(dòng)性能是重要的參數(shù).為此,我們在上次的技術(shù)說明中介紹了基于通信設(shè)備所需的信號(hào)品質(zhì)而要求石英晶體振蕩器具備的關(guān)鍵規(guī)格,并介紹了根據(jù)市場中銷售的石英晶體振蕩器結(jié)構(gòu)及特征而適用于通信設(shè)備的愛普生晶振產(chǎn)品.本次將詳細(xì)解說市場中銷售的振蕩器因結(jié)構(gòu)差異而產(chǎn)生的不同相位噪音特性. 
        【市場中銷售的石英晶體振蕩器（基準(zhǔn)信號(hào)源）的結(jié)構(gòu)與特征】
         圖1表示市場中銷售的石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)（類型）,表1表示其特征.
           如特征欄所示,石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)不同造成其特性各有差異.本次從極大影響通信系統(tǒng)信號(hào)品質(zhì)的噪音和抖動(dòng)的角度,詳細(xì)說明基波振蕩器、鎖相環(huán)振蕩器以及介質(zhì)等壓控振蕩器的相位噪音特征與傾向.
         【相位噪音斜率的特征】
          相位噪音呈現(xiàn)圖2所示的斜率特征.該斜率分為五大類,分別具有以下特征,在此簡單說明.
          1)隨機(jī)游動(dòng)頻率調(diào)制（RWFM：Random Walk Frequency Modulation）噪音的斜率與偏移頻率的4次方呈反比,主要表示波源頻率變動(dòng)（相位變化轉(zhuǎn)換為頻率變化）的影響.
          2)閃爍頻率調(diào)制（FFM：Flicker Frequency Modulation）白噪音的斜率與偏移頻率的3次方呈反比,主要表示來自波源的閃爍噪音的影響.
          3)白頻率調(diào)制（WFM：White Frequency Modulation）噪音的斜率與有源晶振偏移頻率的2次方呈反比,主要表示電路側(cè)Q值的影響.
          4)閃爍相位（FPM：Flicker Phase Modulation）噪音的斜率與偏移頻率呈反比,與閃爍噪音同樣表示來自發(fā)出振蕩側(cè)（電路側(cè)）的噪音影響.
          5)白相位調(diào)制（(WPM：White Phase Modulation）噪音的斜率保持一定且與晶振偏移頻率無關(guān),主要表示來自電路的噪音（部品的熱噪音類）和振蕩信號(hào)的S/N比的影響.
           如上所述,相位噪音特性的斜率可分為兩大類：RWFM和FFM噪音受波源影響；WFM、FPM和WPM噪音受電路影響.
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