压控晶振（VCXO）是经过红外加操控电压使振动功率可变或是能够调制的石英晶体振动器，其振动频率由晶体决议，可用操控电压在小规模内进行频率调整。VCXO大多用于锁相技能、频率负反应调制的意图。操控电压规模一般为0V至2V或0V至3V。VCXO的调谐规模为±100ppm至±200ppm。
压控晶振构成及原理
压控晶振主要由石英谐振器、变容二极管和振动电路组成，其作业原理是经过操控电压来改动变容二极管的电容，然后“牵引”石英谐振器的频率，以到达频率调制的意图。VCXO大多用于锁相技能、频率负反应调制的意图。
压控晶振特色
石英晶体振动器是由质量要素极高的石英晶体振子（即谐振器和振动电路组成。晶体的质量、切开取向、晶体振子的结构及电路办法等，一起决议振动器的功用。压控晶体振动器具有以下特色：
（1）低颤动或低相位噪声：因为电路结构、电源噪声以及地噪声等要素的影响，VCO的输出信号并不是一个抱负的方波或正弦波，其输出信号存在必定的颤动，转换成频域后能够看出信号中心频率邻近也会有较大的能量散布，便是所谓的相位噪声。VCO输出信号的颤动直接影响其他电路的规划，一般期望VCXO的颤动越小越好。
（2）宽调频规模：VCO的调理规模直接影响着整个体系的频率调理规模，一般跟着工艺误差、温度以及电源电压的改动，VCXO的确定规模也会跟着改动，因此要求VCXO有满意宽的调理规模来确保VCXO的输出频率能够满意规划的要求。
（3）安稳的增益：VCO的电压——频率非线性是发生噪声的主要原因之一，一起，这种非线性也会给电路规划带来不确定性，改动的VCXO增益会影响环路参数，然后影响环路的安稳性。因此期望VCXO的增益改动越小越好。
压控晶振的参数及选型
1.频率巨细：频率越高一般价格越高。但频率越高，频差越大，从归纳视点考虑，一般工程师会选用频率低但安稳的晶振，自己做倍频电路。总归频率的挑选是依据需求挑选，并不是频率越大就越好。要看详细需求。比方基站中一般用10MHz的恒温晶振（OCXO），因其有很好的频率安稳性，归于高端晶振。至于规模，晶振的频率做的太高的话，就会失掉含义，因为有其他更好的频率产品替代。
2.频率安稳度：要害参数。指在规则的作业温度规模内，与标称频率答应的误差，用ppm（百万分之一）表明。一般来说，安稳度越高或温度规模越宽，价格越高。关于频率安稳度要求±20ppm或以上的运用，可运用一般无补偿的晶体振动器。关于介于±1至±20ppm的安稳度，应该考虑温补晶振TCXO。关于低于±1ppm的安稳度，应该考虑恒温晶振OCXO。
3.电源电压：常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等，其间3.3V运用最广。
4.输出：依据需求选用不同输出。（HCMOS，SINE，TTL，PECL，LVPECL，LVDS，HSCL，PLL等）每种输出类型都有它的共同波形特性和用处。应该重视三态或互补输出的要求。对称性、上升和下降时刻以及逻辑电平对某些运用来说也要作出规则，依据客户需求咱们能够协助客户选型。
5.作业温度规模：工业级规范规则的-40～+85℃这个规模往往仅仅出于规划者们的习气，假使-20℃～+70℃现已够用，那么就不必去寻求更宽的温度规模。关于某些特别场合如航天军用等，对温度有更严苛的要求。
6.相位噪声和颤动：相位噪声和颤动是对同一种现象的两种不同的定量办法，是对短期安稳度的实在衡量。振动器以及其它使用基波或谐波办法的晶体振动器具有最好的相位噪声功用。选用锁相环合成器发生输出频率的振动器比选用非锁相环技能的振动器一般出现较差的相位噪声功用。但相对的，具有好的相位噪声和颤动的一起振动器的规划杂乱，体积大，频率低，造价高。实际上相位噪声和颤动是短期频率安稳度的衡量，所以一般越高端的晶振，即频稳越好的晶振，这些目标也相应越好。
7.牵引规模（VCXO）：是针对VCXO的参数。带有压控功用的晶振为（VCXO），即经过调理操控电压改动输出频率。牵引规模为改动频率（增大或削减）与中心频率的比值。此值一般用ppm表明。一般牵引规模大约为100-200ppm，取决于VCXO的结构和所挑选的晶体。
8.封装：与其它电子元件类似，石英振动器亦选用愈来愈小型的封装。一般，较小型的器材比较大型的外表贴装或穿孔封装器材更贵重。所以，小型封装往往要在功用、输出挑选和频率挑选之间作出折衷。
9.老化率：跟着时刻的推移，频率值跟着改动的巨细，有年老化和日老化两种目标。SJK的高精度恒温晶振（OCXO）能够到达10-8ppm/年。
压控晶体振动器分类
常见的压控振动器主要有反相器型VCO、差分对型VCO以及LC型VCO。
反相器型VCO的中心是由奇数个反相器组成，振动频率由每个反相器的延时以及反相器的个数决议的。每个单元的延时时刻与流过反相器的电流、电压、工艺有关。这种结构的VCO长处是电路规划简略，振动频率能够被规划得很高，可是它对电源或地的噪声比较灵敏，相位颤动较大。
差分对型VCO主要由差分对延时构成，其环路构成如图1所示。差分延时单元由压控电流源、电阻负载以及NMOS管构成。经过操控压控电流源的电流操控振动频率。差分对型VCO的长处是差分信号能够按捺地噪声或电源噪声，相位颤动较小，缺陷是带宽有限，不适于高频运用。
LC型VCO的特色是：因为LC谐振腔的Q值很高，因此这种类型的VCO的相位噪声很低，因此常用于对频率颤动要求十分低的频率合成器中。并且这种结构的作业频率只与电感L和电容C有关，经过减小电感或电容并减小电路的寄生电容能够使得电路作业在很高的作业频率下。
LC压控振动器图册图2是常见的负跨导LC型VCO结构，从MOS管漏端反应回来的信号经过另一个MOS管反应到该MOS管的源端，假定MOS管的跨导为gm，则从图3（a）虚线端向上看的阻抗是-2/gm，这是一个负阻，它是由两个穿插MOS管正反应所发生的。一般，假如要使得振动器振动，这个负阻应小于或等于LC谐振腔的等效并联内阻，也就是说MOS管的跨导越大，负阻越小，电路越简单振动。在振动情况下，电路的振动频率与L和C有关，即为，电容C是压控电容，经过调理电压Vcont能够调理电容的巨细，然后改动电路的振动频率。图3（b），（c）的结构与图3（a）类似，图3（a）结构对电源噪声的按捺才能较强，图3（b）结构对地噪声的按捺才能较强，图3（c）兼有前两种结构的长处，并且只需一个电感就能完成，这样能够减小前两种结构电感不对称形成的电路共模按捺才能下降的问题。相关于前面两个电路，这个电路也有缺陷，即该电路有2个电流源，因此电源噪声较大。
图3是一种差分结构的LC型VCO，假定NMOS与PMOS具有持平的跨导gm，则这种结构的负阻为～1/gm，比图3结构的负阻减小1/2，因为，假如要使得图4和图3两种结构具有相同的负阻，那么图4结构所需的电流只要图3的1/4，因此图4结构更适于低功耗规划。
压控晶振运用电路
某彩色电视接收机VHF调谐器中第6-12频段的本振电路如图所示电路中，操控电压VC为0.5-30V，改动这个电压，就使变容管的结电容发生改动，然后取得频率的改动。由图4可见，这是一典型的西勒振动电路，振动管呈共集电极组态，振动频率约为170-220MHz，这种经过改动直流电压来完成频率调理的办法，一般称为电调谐，与机械调谐比较它有很大的优越性。
