發(fā)布日期：2019-07-29
晶振被使用在各種電子產(chǎn)品中，不同的產(chǎn)品使用不同性能的石英晶振，問(wèn)題來(lái)了，如何能選購(gòu)高品質(zhì)晶振產(chǎn)品呢，又該如何選擇？
關(guān)于晶振的質(zhì)量與選擇
1．晶振的作用是產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，晶體諧振器與其它器件共同組成晶體振蕩器。
2．晶體諧振器，要達(dá)到穩(wěn)定性好，要求串聯(lián)諧振電阻既要小又要一致性好，同時(shí)激勵(lì)功率變化帶來(lái)的阻抗變量越小，晶體的諧振點(diǎn)容易一致，這樣外圍電路調(diào)試比較容易，使產(chǎn)品更穩(wěn)定
3．根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及晶體本身的特性總結(jié)出：
[敏感詞]，在使用過(guò)程中，外圍匹配電容（包括雜散電容）愈接近晶體標(biāo)稱電容，電路形成的振蕩頻率愈接近標(biāo)稱頻率。電路的穩(wěn)定性由晶體本身和外圍電路共同決定，[敏感詞]電路應(yīng)讓工作頻率高與標(biāo)準(zhǔn)頻率8PPM左右，因?yàn)轭l率每年都要下降3PPM左右即年老化率，這樣才能保證電路中振蕩頻率在5年內(nèi)準(zhǔn)確度很高；
第二，晶體在使用中還要具有一定的溫度穩(wěn)定性和抗震性及可焊性，如何實(shí)現(xiàn)？1）提高晶片加工精度，降低晶體封閉殼中氮?dú)獾穆饵c(diǎn)，通過(guò)高低溫測(cè)試試驗(yàn)；2）生產(chǎn)上，用優(yōu)質(zhì)膠，點(diǎn)勻和及時(shí)烤膠，檢查剔除有崩邊的晶片，通過(guò)跌落和機(jī)械振動(dòng)測(cè)試（100-20000G）試驗(yàn),提高包裝保護(hù)；3）同時(shí)增加240±10℃和5S條件下的耐高溫測(cè)試。
4．石英晶體振蕩器分直插（DIP-14,DIP-8）和貼片晶振。直插式的一般為非三態(tài)線路，有需求可選三態(tài)規(guī)格，SMD式的為三態(tài)線路輸出。在使用中DIP系列1#角在無(wú)特殊說(shuō)明時(shí)為斷開(kāi)的，靜電對(duì)DIP破壞性較小。SMD系列1#角內(nèi)部相連，外接時(shí)需斷開(kāi)，靜電對(duì)其破壞[敏感詞]，容易擊穿IC，須作靜電保護(hù)；另外，SMD系列晶振在焊接過(guò)程中不要溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般控制在260℃±5℃，少于5秒。還應(yīng)注意SMD晶振兩側(cè)有的會(huì)有DLD測(cè)試線，焊接時(shí)不能與任意焊點(diǎn)相連。晶振在使用中電壓分5V，3.3V，1.8V等不能兼容，否則會(huì)不穩(wěn)定。
5．隨著晶振的被廣泛應(yīng)用到各種高端設(shè)備中，對(duì)其要求也越來(lái)越高，壓控晶體振蕩器(VCXO),溫補(bǔ)振蕩器（TCXO）及恒溫晶體振蕩器（OCXO）的需求逐步上升。VCXO是可以利用電壓變化來(lái)調(diào)整輸出頻率。TCXO是包含一個(gè)溫度感應(yīng)電路，在溫度發(fā)生變化是調(diào)整輸出頻率，是輸出的頻率隨溫度變化的偏差降低了，從而使其在一定的溫度范圍內(nèi)保持較高的頻率穩(wěn)定度，一般精度要求在0-3PPM之內(nèi)的做成這種。OCXO具有更高的穩(wěn)定性，而且有更低的相位噪聲，精度更高，它是通過(guò)內(nèi)部的恒溫槽維持晶體溫度的穩(wěn)定。
衡量高品質(zhì)晶振頻率時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)參數(shù)
1.頻率要穩(wěn)定，不隨溫度等環(huán)境因素而變化。這個(gè)要求是首位的、必然的。即便溫度補(bǔ)償?shù)木w振蕩器，在常溫范圍內(nèi)（比如攝氏10度到35度）也有大約0.5ppm到2ppm的誤差，做成鐘表就相當(dāng)于每年誤差30秒左右?，F(xiàn)在有些高精度的電子手表，年差在10秒之內(nèi)，相當(dāng)于0.3ppm，這是很不容易的高技術(shù)。為了追求更高的溫度穩(wěn)定性，恒溫晶振應(yīng)運(yùn)而生。由于把內(nèi)部的晶體包括振蕩電路等都密封在一個(gè)溫度相對(duì)恒定的環(huán)境下，因此受外界溫度的影響大大減少，在室溫下可以做到1ppb到10ppb的量級(jí)。除了溫度以外，頻率標(biāo)準(zhǔn)也不應(yīng)該隨大氣壓、濕度等條件而變化，盡管這些條件與溫度比較起來(lái)占次要地位。
2.頻率要穩(wěn)定，不隨時(shí)間而變化。這實(shí)際上就是標(biāo)準(zhǔn)的老化問(wèn)題。頻率盡管很準(zhǔn)確也不隨溫度變化，但時(shí)間一長(zhǎng)就變化了那也不行。因此老化率是另外一個(gè)重要指標(biāo)。短期的老化率比較一天的變化，成為日老化率。中期的看月老化率，長(zhǎng)期的看年老化率甚至看更長(zhǎng)期的。
3.短期頻率要穩(wěn)定。短期不穩(wěn)定的石英晶振表現(xiàn)在不同時(shí)間的頻率是不一樣的。最常用的衡量間隔是1秒，稱為秒穩(wěn)，也就是連續(xù)以1秒為間隔測(cè)量相鄰兩次采樣頻率的變動(dòng)，然后進(jìn)行方均根的運(yùn)算，得到所謂阿倫方差。一般好一些的恒溫晶振這個(gè)變動(dòng)不會(huì)超過(guò)0.1ppb，這已經(jīng)超出絕大多數(shù)9位頻率計(jì)的測(cè)量下限。但普通溫補(bǔ)晶振的短期穩(wěn)定性都不好，甚至達(dá)到10ppb以上，大多數(shù)原因是里面的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的熱噪聲引起的。
有一個(gè)笑話，某人用過(guò)HP/Agilent53132A這個(gè)[敏感詞]頻率計(jì)后說(shuō)不好，原因就是最后幾位總是跳動(dòng)。這正像高靈敏的收音機(jī)在沒(méi)有電臺(tái)的情況下噪音非常大的現(xiàn)象有同工異曲之處，你能說(shuō)這樣的收音機(jī)不好嗎？最后幾位數(shù)字的跳動(dòng)主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)很簡(jiǎn)單的溫補(bǔ)晶振，再加上被測(cè)量的信號(hào)短期穩(wěn)定度也不好造成的。作為標(biāo)準(zhǔn)，必須自己短期也非常穩(wěn)定，才能在測(cè)量的時(shí)候讓最后的顯示位也不跳動(dòng)。
4.準(zhǔn)確度高。時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度就是說(shuō)頻率實(shí)際值與真值的偏離程度。很多標(biāo)準(zhǔn)是可以微調(diào)的，但要注意的是，準(zhǔn)確度必須以穩(wěn)定度為基礎(chǔ)，沒(méi)有穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)的再好也是暫時(shí)的，因此，不要片面的追求準(zhǔn)確度而忽略了更重要的穩(wěn)定度。
5.其它。比如輸出信號(hào)幅度波形好、體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、工作環(huán)境寬等。這些對(duì)于頻率標(biāo)準(zhǔn)來(lái)講并不很重要，最重要的就是上面的三點(diǎn)或四點(diǎn).
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