【应用】EPSON可编程晶体振荡器SG-8003CG、SG-8003CE在频谱仪中的应用

2019-03-09 EPSON
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频谱分析仪是生产科研人员常用的测量设备，主要用来对时域信号做频率分析，将复杂的时域信号在频率范围内进行分解，以便于对信号进行分析和测量。其系统结构原理如图1所示，测量信号经过衰减、低通滤波、低噪声放大后与中频本振信号Lo混频，然后经过中频带通滤波器、数字下变频后交给DSP（数字信号处理器）运算处理，最后经过MCU将分析结果显示并存储。


图1 频谱仪系统结构原理


MCU在频谱仪中主要负责将DSP的运算结果进行显示、存储，并响应人机界面接口的命令、管理以太网通讯和USB接口等。为了方便产品的更新换代，该部分电路通常做为一个通用单元进行设计。当频谱分析仪进行功能升级时，仅需升级前级的信号处理单元，保持该部分电路不变，可大幅减少研发成本和上市时间，同时可以保持产品的可靠性。当频谱分析仪能处理更高频率范围的信号时，产生的数据量会更多，需要MCU更快的处理速度，这时我们仅需调整晶振频率即可,如图中B所示。在此笔者推荐采用EPSON公司生产研发的可编程晶体振荡器SG-8003CG、SG-8003CE。该晶振可在1MHz~166MHz范围内任意编程，仅需使用EPSON公司的专用的编程工具“SG-WritterII”将所需的输出条件、频率以及驱动电压写入到内置存储器即可，大大方便了产品的开发。其外观如图2所示。

                                                                            图2 SG-8003CG 、SG-8003CE外观


SG-8003CG 、SG-8003CE仅尺寸上的区别: SG-8003CG尺寸2.5*2*0.7mm ，SG-8003CE尺寸3.2*2.5*1.05mm;相比之下，SG-8003CG缩小约38%的设计面积以及58%的体积，适合产品紧凑化设计；该晶振具有3类供电电压规格： 1.6V-2.2V（PE/SE）、2.2V-2.8V（PD/SD）、2.7V-3.6V（PC/SC），可匹配不同的电压的MCU；最大待机电流50uA，最大功耗15mA(125MHz~166MHz,电源电压2.2V~3.6V)，最低功耗3.5mA(1MHz~25MHz，电压电压1.6V~2.2V)，整体上看功耗低、发热量小；频率稳定度±50PPM，功耗低、发热量小；频率稳定度±50PPM，老化率±3PPM/每年（25℃，第一年），可长时间保证设备时钟的稳定性，有利于频谱仪的长期测量精度；SG-8003CG 、SG-8003CE工作温度范围可达-40℃~＋85℃，达到工业级的温度等级，可用于苛刻的环境。

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