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Caratterizzare gli OCXO

Dal dominio della Frequenza al dominio del Tempo.

Vi sono molte applicazioni (PTP, stazione satellitari di terra, applicazioni Hi-Rel) in cui la scelta e la caratterizzazione dell'oscillatore interno va fatta in base alle specifiche che sono richieste in fase di progetto. A tal punto presentiamo questo breve articolo, nella speranza che vi possa essere utile nella caratterizzazione dei vostri oscillatori.

La tecnica digitale, imperante ovunque oggigiorno, richiederebbe la caratterizzazione degli oscillatori nel dominio del tempo, e cioè specificando il Jitter oppure, per gli OCXO più prestanti, l’Allan Variance.

Di fatto, per motivi storici e soprattutto per facilità e comodità di misura, gli oscillatori vengono caratterizzati più frequentemente nel dominio della frequenza, specificando il Phase Noise a diverse distanze dalla portante.

La trasformazione dal dominio della frequenza al dominio del tempo richiederebbe, da un punto di vista rigoroso, l’utilizzo dell’integrale totale del rumore ; di fatto il rumore “pesante” è quello vicino alla portante.

I due grafici del primo allegato mostrano la correlazione esistente tra il rumore a 1 e 10 Hz con l’Allan Variance (Tau = 1Sec) : quello a 10 Hz è ancora un po’ disperso, ma quello ad 1 Hz lo è meno, ovviamente.

Ed ecco il file consultabile: Isotemp-correlazione-Phase-Noise-AV.xls
In sostanza la regola del pollice documentata è : per avere 1E-11 di AV (Tau = 1 Sec) occorre avere almeno 88 dBc ad 1 Hz; per avere 1E-12 di AV ne occorrono almeno 108 dBc
Quanto sopra detto è sperimentale : rilievi fatti su 208 samples OCXO @ 10 MHz con quarzo SC in 3° overtone.
La cosi detta ”vasca da bagno” dell’Allan Variance è sostanzialmente piatta per valori di Tau di 0,1-1-10 Sec, come si evince dal secondo allegato.
Ed ecco il secondo file consultabile: Isotemp-131-40-Phase-Noise--AV.xls

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