低噪聲晶振主要減少振蕩器內(nèi)部噪聲對(duì)輸出信號(hào)的影響，以獲得短期頻率穩(wěn)定性的晶體振蕩器。噪聲會(huì)引起輸出信號(hào)頻率的隨機(jī)起伏：起伏小，穩(wěn)定度越高。

晶振噪聲的由來

晶振的短期頻率穩(wěn)定度由噪聲引起導(dǎo)致的頻率不穩(wěn)定。其中，電噪聲是根本原因，包括熱噪聲，散彈噪聲，以及閃變?cè)肼?。?dǎo)體的無規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)帶來熱噪聲。改善毫秒級(jí)穩(wěn)定度可以降低閃相噪聲，白相噪聲。

改善噪聲的方法?

晶振IC

晶振內(nèi)部IC包含晶體管，二極管，電阻，電感，電容。這些元件都存在噪聲。

電容和電感：有功電阻小，可視為無噪聲元件。

晶體管：作為一種可變電流開關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。振蕩器的噪聲主要來自晶體管的內(nèi)部。應(yīng)減少晶體管的數(shù)量或者采用噪聲低的晶體管。

晶片Q值

除IC以外，石英晶體需要有盡量高的在線Q值，這是保證高頻率穩(wěn)定性，低噪聲，低老化的重要條件。

激勵(lì)電平

振蕩輸出信號(hào)中的噪聲和晶體的激勵(lì)電平有關(guān)。激勵(lì)電平是晶體在工作時(shí)消耗的電量，通常以毫瓦和微瓦來表示。提高激勵(lì)電平可以改善振蕩器的短期頻率穩(wěn)定性。

Drive Level = (Irms2?x R)

Irms =測(cè)得的流經(jīng)石英晶體的均方根電流；?

R = 石英晶體的最大電阻

KOAN低抖動(dòng)晶振

低噪聲晶振在精密電子儀器，無線電定位，高速目標(biāo)跟蹤，宇航通信等領(lǐng)域。KOAN有多款低抖動(dòng)晶振可供選擇。

?頻域和時(shí)域的關(guān)系 從頻域來看，對(duì)應(yīng)的參數(shù)是相位噪聲Phase Noise；從時(shí)域來看，對(duì)應(yīng)的參數(shù)是抖動(dòng)Jitter。時(shí)間和頻域之間的關(guān)系互為倒數(shù)Time=1/Frequency。??

抖動(dòng)

總抖動(dòng)=隨機(jī)抖動(dòng)+確定性抖動(dòng)：

隨機(jī)抖動(dòng)是無界的，不可預(yù)測(cè)，通常由熱噪聲引起。如果幅度足夠大，會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)時(shí)序誤差或者抖動(dòng)。

確定性抖動(dòng)在幅度上是有界的，可預(yù)測(cè)，信號(hào)上升和下降時(shí)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)幅度不規(guī)則，邏輯電平可能會(huì)不規(guī)則。

相位噪聲

相位噪聲的形成因素主要三方面：

A區(qū)主要是晶體Q值來決定。高頻晶體有很高的近載波相位噪聲, 因?yàn)樗麄冇械偷腝值和更寬的邊帶。

B區(qū)主要是晶體外圍電路(包括IC)來決定。

C區(qū)主要是信號(hào)輸出(白噪聲)來決定。

審核編輯：湯梓紅