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貼片晶振分析介紹知識(shí)分享

發(fā)布時(shí)間:2019-10-28

貼片晶振又稱SMD晶振,可分為無源晶振和有源晶振。無源晶振是晶體(crystal),而有源晶振被稱為振蕩器(oscillator)。

無源晶振需要時(shí)鐘電路的幫助來產(chǎn)生振蕩信號(hào),并且不能自行振蕩,有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的電子器件。石英晶體振蕩器利用應(yīng)時(shí)晶體振蕩器的壓電效應(yīng)開始振動(dòng),而石英晶體諧振器利用應(yīng)時(shí)晶體和內(nèi)置集成電路共同工作。振蕩器直接用在電路中。通常,諧振器需要提供3.3V電壓來維持工作。振蕩器比諧振器有一個(gè)更重要的技術(shù)參數(shù):諧振電阻,諧振器沒有電阻要求。RR直接影響電路的性能,因此它是企業(yè)競爭的重要參數(shù)。芯片晶體振蕩器的主要參數(shù)

總頻率差:晶體振蕩器頻率和給定標(biāo)稱頻率在指定時(shí)間內(nèi)由于所有指定工作和非工作參數(shù)的組合而產(chǎn)生的最大偏差。總頻率差包括由頻率溫度穩(wěn)定性引起的最大頻率差、由頻率老化率引起的偏差、頻率電壓特性和頻率負(fù)載特性。一般而言,僅在涉及短期頻率穩(wěn)定性時(shí)使用,并且不嚴(yán)格要求其他頻率穩(wěn)定性指標(biāo)。

頻率穩(wěn)定性:任何晶體振蕩器的頻率不穩(wěn)定性都是絕對(duì)的,程度不同。晶體振蕩器的輸出頻率隨時(shí)間變化。該曲線顯示了頻率不穩(wěn)定性的三個(gè)因素:老化、漂移和短穩(wěn)定性。

貼片晶振

啟動(dòng)特性(頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間):指從啟動(dòng)后的一段時(shí)間(如5分鐘)到啟動(dòng)后的另一段時(shí)間(如1小時(shí))的頻率變化率。這表明晶體振蕩器已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的速度。該指示器對(duì)于頻率計(jì)等頻繁切換的儀器非常有用。

頻率老化率:在恒定環(huán)境條件下測量振蕩器頻率時(shí)石英晶體振蕩器頻率與時(shí)間的關(guān)系。這種長期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化引起的。因此,頻移的速率被稱為老化速率,其可以用特定時(shí)間限制后的最大變化速率(例如,加電后72小時(shí)±10 ppm/天)或特定時(shí)間限制內(nèi)的最大總頻率變化速率(例如±1 ppm/(第一年)和+/-5 ppm/(十年))來表示。

晶體老化是由晶體生產(chǎn)過程中的應(yīng)力、污染物、殘余氣體、結(jié)構(gòu)和工藝缺陷等問題引起的。只有經(jīng)過一段時(shí)間的改變,壓力才能穩(wěn)定下來。一種被稱為“應(yīng)力補(bǔ)償”(SC cutting method)的晶體切割方法使晶體具有更好的特性。

短期穩(wěn)定性:短期穩(wěn)定性,觀察時(shí)間為1毫秒、10毫秒、100毫秒、1秒、10秒。晶體振蕩器的輸出頻率受內(nèi)部電路(晶體的Q值、元件噪聲、電路穩(wěn)定性、工作狀態(tài)等)的影響。)導(dǎo)致寬光譜不穩(wěn)定性。測量一系列頻率值后,使用艾倫方程進(jìn)行計(jì)算。相位噪聲也能反映短而穩(wěn)定的條件(測量需要特殊儀器)。

再現(xiàn)性:定義:晶體振蕩器在長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行后關(guān)閉。晶體振蕩器關(guān)閉一段時(shí)間t1(例如24小時(shí)),開啟一段時(shí)間t2(例如4小時(shí)),并且測量測量的頻率f1。晶體振蕩器在相同的時(shí)間段t1被關(guān)閉,在相同的時(shí)間段t2被開啟,并且測量測量的頻率f2。再現(xiàn)性=(f2-f1)/f2。

頻率電壓控制范圍:將頻率控制電壓從參考電壓調(diào)整到規(guī)定的端電壓,以及石英晶體振蕩器頻率的最小峰值變化。

頻率-電壓控制線性度:與理想(線性)函數(shù)相比,輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的量度,該函數(shù)以百分比表示整個(gè)范圍內(nèi)頻率偏移的允許非線性度。

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