MEMS时钟振荡器在射频系统中的应用

　　然而，增加锁相环VCXO牵引范围通常会增加振 荡器输出的相位噪声，这是设计人员不愿意增加牵引范围的一个原因。DCXO可以解决这个问题。DCXO可以接收数字化的频率牵引信号，并直接驱动DCXO 内部全数字化的锁相环反馈分频器及调制器，不需要经过模数转换器，从而清除了近载波相位噪声的一个来源。

　　DCXO可以做到在增加频率牵引范围而不增加近载波相位噪声，并具有优于1%非常线性的增益响应，这可与最好的VCXO相媲美。DCXO提供许多可编程参数，因此，设计人员可以有更多Kv、输出频率、牵引范围参数的选择。

　　DCXO参数的选择

　　DCXO在实际运行环境下可用的绝对频率牵引范围(APR)是由振荡器电路的牵引范 围，频率稳定性和长期老化特性所决定的。例如，一个±150ppm牵引范围，频率稳定性±10ppm和老化特性 ±5ppm的DCXO将有±135ppm的APR。如果振荡器的频率稳定性等级降到±50ppm， 则可用频率范围APR也减少到±95ppm。在满足系统规格前提下，设计人员可能需要考虑在所需振荡器稳定性和器件成本之间的权衡。

　　图2：频率分辨率量化引起的相位噪声，DCXO 10 MHz输出，频率更新速率每秒25000次

　　应用DCXO的数字锁相环路设计需要选择合适的频率分辨率、频率更新速率和更新延迟，以尽量减少频率更新引起的量化相位噪声。通过提高频率更新速率和频率分 辨率，量化噪声可以降至振荡器本征相位噪声水平以下。图2是不同频率分辨率调整下的10MHz DCXO相位噪声, 频率更新速率每秒25,000次。图中数据显示，如果DCXO频率调整的分辨率高于10ppb，频率更新引入的量化噪声可降至低于振荡器本征相位噪声的水 平，使得频率调整不会影响性能。频率更新速率也是非常重要的设计参数，因为更新速率太低会导致DCXO在相对长的时间累积较大的频率相位误差，从而导致较 大的频率调整数值和增加量化相位噪声。但是，对于一个能以1ppb分辨率调整的DCXO，即使是低至每秒2,500次的更新速率，也足以确保量化噪声不影响振荡器的性能(见图3)。

　　图3：频率更新速率对近载波相位噪声的影响，DCXO频率分辨率1 ppb