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4-2018

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Quarze und Oszillatoren

Quarze und Oszillatoren Quarze mit geringem Phasenrauschen Bild 1: Verfügbare Gehäusetypen der ULN-Quarze Leistungsstarke HF-Filter ■ Durchführungsfilter ■ Festwert-Filter ■ Abstimmbare Filter ■ Filterbänke Wir liefern Lösungen... www.telemeter.info Bild 2: Vergleich des Phasenrauschens von Standard- und L2- Low-Noise-Produkten Bei der Entwicklung der ULN- Quarze (Ultra Low Noise) hat Vectron International nicht nur spezifische Resonator-Parameter berücksichtigt, sondern auch viel Wert auf eine sorgfältige Auswahl der Rohstoffe gelegt. Durch spezielle Fertigungsverfahren, Bearbeitungsschritte und Prozessparameter gewährleisten die ULN-Quarze ein extrem geringes Phasenrauschen. Die Ultra Low Noise Quarze zeichnen sich durch konsistente und höchste Leistung aus und eignen sich selbst für anspruchsvollste Anwendungen. Für alle gängigen Frequenzen sind Standardprodukte erhältlich. Auf Anfrage sind auch kundenspezifische Frequenzen und kleine Fertigungslose verfügbar. Merkmale: • 3. Oberton von 5 bis 60 MHz • 5. Oberton von 10 bis 150 MHz • Standardmäßiger Betriebstemperaturbereich: -45 bis 80 °C • AT-, SC- und IT-Schnitte • RoHS & WEEE konforme Gehäuse • Strahlungsfeste Schwingquarze für Raumfahrtanwendungen auf Anfrage Bild 4: Messung des Phasenrauschens mit einem Netzwerk- Analysator HP-5052B Anwendungen • Signalgeneratoren • Netzwerk-/Spektrumanalysatoren • Frequenzreferenzen • Radarsysteme • Militärische Funksysteme • Elektronische Kriegsführung • Navigation • Satellitenempfänger/Transceiver Auswahlhilfe für Quarze Geringe Jitter-, ADEV- (Allan Deviation) und MTIE-Werte (Maximum Time Interval Error) sowie ein hoher Störabstand lassen sich in einem System nur durch den Einsatz von Quarzen mit hoher Güte erreichen. Für das trägernahe Phasenrauschen einer Oszillator-Schaltung ist im Allgemeinen das Verhalten des Quarzes ausschlaggebend. Quarze mit AT-Schnitt zeichnen sich durch ein geringes Phasenrauschen im trägernahen Bereich aus, während Quarze mit SC- Schnitt normalerweise verwendet werden, wenn es auf ein niedriges Grundrauschen ankommt, da sie höhere HF-Leistungen handhaben können. In rauscharmen Anwendungen werden Oberton-Designs statt Grundton-Designs verwendet, weil sie höhere Güten und gerin- 16 hf-praxis 4/2018 Inserat_HF_Filter.indd 1 20.12.17 11:25

Quarze und Oszillatoren Bild 3a: Phasenrauschen bei 10 MHz 3. Oberton SC-Schnitt Bild 3b: Phasenrauschen bei 100 MHz 5. Oberton SC-Schnitt gere Alterungsraten aufweisen. Üblich sind 3. Oberton-Designs von 5 MHz bis 45 MHz und 5. Oberton-Designs von 50 MHz bis 150 MHz. Technische Informationen Wie im Bild 2 dargestellt, ist das Grundrauschen bei Oszillatoren, die keine Frequenzmultiplikation verwenden, nahezu unabhängig von der Quarzfrequenz. Für Anwendungen mit geringem Grundrauschen sollte möglichst ein Quarz mit der höchsten Frequenz verwendet werden, bei der die langfristigen Stabilitätsanforderungen noch erfüllt werden. Wenn eine Anwendung mit höherer Frequenz ein minimales Close-in-Phasenrauschen erfordert, bringt oftmals eine Frequenzmultiplikation Vorteile. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Close-in-Phasenrauschen überproportional besser ist als die Rauschleistung von Quarzen mit höherer Frequenz. Werden eine zusätzliche Kapazitätsdiode und ein Quarz mit moderater Güte verwendet, die normalerweise in TCXOs- und VCXOs zu finden sind, verschlechtert sich das trägernahe Rauschen im Vergleich zu nicht kompensierten Quarzoszillatoren mit fester Frequenz. Messung des Phasenrauschens bei Quarzen Für viele Anwendungen können die Quarze von VECTRON die gewünschte Phasenrausch-Leistung standardmäßig erfüllen. Für anspruchsvolle Anwendungen kann das Phasenrauschen der Quarze auf der Basis von Stichproben oder zu 100% gemessen werden. Das Phasenrauschen von Quarzen wird durch das Einsetzen des Bauteils in eine rauscharme Oszillatorschaltung gemessen. Die Pass-/Fail-Grenzwerte können per Software bei Offsets von 10 Hz bis 100 kHz gesetzt werden. Diagramme des Phaserauschens kann VECTRON auf Wunsch mit den Bauteilen liefern. Führende Produkte 10 MHz 3. Oberton SC-Schnitt: Alterungsrate:

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