MEMS時(shí)鐘振蕩器在射頻系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　然而，增加鎖相環(huán)VCXO牽引范圍通常會(huì)增加振 蕩器輸出的相位噪聲，這是設(shè)計(jì)人員不愿意增加牽引范圍的一個(gè)原因。DCXO可以解決這個(gè)問題。DCXO可以接收數(shù)字化的頻率牽引信號(hào)，并直接驅(qū)動(dòng)DCXO 內(nèi)部全數(shù)字化的鎖相環(huán)反饋分頻器及調(diào)制器，不需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，從而清除了近載波相位噪聲的一個(gè)來源。

　　DCXO可以做到在增加頻率牽引范圍而不增加近載波相位噪聲，并具有優(yōu)于1%非常線性的增益響應(yīng)，這可與最好的VCXO相媲美。DCXO提供許多可編程參數(shù)，因此，設(shè)計(jì)人員可以有更多Kv、輸出頻率、牽引范圍參數(shù)的選擇。

　　DCXO參數(shù)的選擇

　　DCXO在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下可用的絕對(duì)頻率牽引范圍(APR)是由振蕩器電路的牽引范 圍，頻率穩(wěn)定性和長期老化特性所決定的。例如，一個(gè)±150ppm牽引范圍，頻率穩(wěn)定性±10ppm和老化特性 ±5ppm的DCXO將有±135ppm的APR。如果振蕩器的頻率穩(wěn)定性等級(jí)降到±50ppm， 則可用頻率范圍APR也減少到±95ppm。在滿足系統(tǒng)規(guī)格前提下，設(shè)計(jì)人員可能需要考慮在所需振蕩器穩(wěn)定性和器件成本之間的權(quán)衡。

　　圖2：頻率分辨率量化引起的相位噪聲，DCXO 10 MHz輸出，頻率更新速率每秒25000次

　　應(yīng)用DCXO的數(shù)字鎖相環(huán)路設(shè)計(jì)需要選擇合適的頻率分辨率、頻率更新速率和更新延遲，以盡量減少頻率更新引起的量化相位噪聲。通過提高頻率更新速率和頻率分 辨率，量化噪聲可以降至振蕩器本征相位噪聲水平以下。圖2是不同頻率分辨率調(diào)整下的10MHz DCXO相位噪聲, 頻率更新速率每秒25,000次。圖中數(shù)據(jù)顯示，如果DCXO頻率調(diào)整的分辨率高于10ppb，頻率更新引入的量化噪聲可降至低于振蕩器本征相位噪聲的水 平，使得頻率調(diào)整不會(huì)影響性能。頻率更新速率也是非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，因?yàn)楦滤俾侍蜁?huì)導(dǎo)致DCXO在相對(duì)長的時(shí)間累積較大的頻率相位誤差，從而導(dǎo)致較 大的頻率調(diào)整數(shù)值和增加量化相位噪聲。但是，對(duì)于一個(gè)能以1ppb分辨率調(diào)整的DCXO，即使是低至每秒2,500次的更新速率，也足以確保量化噪聲不影響振蕩器的性能(見圖3)。

　　圖3：頻率更新速率對(duì)近載波相位噪聲的影響，DCXO頻率分辨率1 ppb