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石英晶体稳定性由哪些要素组成?

发布时间:2015-09-02  点击数量:2147

石英晶体振荡器简称晶振。晶振由一个IC电路跟具有压电效应的晶片组成,外加一个封装。

石英晶体振荡器是目前准确度和稳定度最高的振荡器,而近年来TCXO将准确度和稳定度愈加提升了一个阶段,有些将频偏降低了30倍,以至有一些降低了100倍。另外封装也变得越来越小。体积的进一步减少,使得温度的补偿艰难化。同时,贴片式晶振在回流焊作业中,对温度控制请求也比拟高。所以此类晶振在微型化上海有一段路途要走。

电子元器件有时令人揣摩不透,看似简单实属复杂,每个电路中用的电子元器件大小不同功用各异,很多工程师,在电路中运用晶振时,经常会碰到这样的懊恼,一是晶振在电路中匹配不理想,影响运用效果;二是晶振的温度漂移太大,以至影响产品的性能.

目前在电子产品一日千里的今天,本钱问题肯定是消费商思索的重要要素,同样对晶振的运用也会思索到本钱要素,因而工程师在设计电路时,因有源晶体振荡器(俗称钟振)比普通无源谐振器价钱高出5~10倍,从而更多地选择运用无源的晶体运用到电路中;只要在一些高端产品如工控类、高速通讯类产品才比拟喜爱运用有源晶振,因而就产生了以上常见的问题.究其缘由,无源晶振的运用效果不只取决于晶振自身的指标,还与振荡电路的设计匹配关联性极大,也常常呈现匹配不理想的情况.有源晶振是直接将晶体与钟振IC“捆绑”封装调试后,提供应用户,防止了客户端因晶体负载匹配不当,形成电路频率漂移的费事.

石英晶体稳定性

我们晓得石英晶振成份是二氧化硅,具有“压电效应"和极高的质量因数独一的缺陷是频率牵引量和温漂,这与石英晶片的切型和切角有关客户在运用晶体谐振器时,容易呈现因负载不匹配形成的频率漂移现象.钟振就能够很好的防止这些现象它具有高精度和高稳定度,缘由在于钟振内部运用了专业振荡IC,曾经在未对钟振封装前,经过对水晶片上的电极喷银或者刻蚀等方式改动晶片厚度对晶体频率停止微调,从而使振荡电路输出想要的目的频率,进步了振荡电路的精度.并不是说有温漂就是不好的,任何东西都具有特性,一切石英晶体资料做成的频率元件都有一定的温漂,温漂成为影响石英晶体谐振器及石英晶体振荡器频率精度的重要要素.汽车电子中用到的温补晶振,恒温振荡器,都是针对晶体的频率温度特性做相应补偿,但是,市面上针对KHZ级别的温补晶振少之又少,这与石英晶体的切型亲密相关.

音叉晶振32.768K会随着工作温度偏离常温25℃越远,温漂也随之变大,-10℃~60℃其温漂到达将近50ppm,如按工业级-40℃~85℃计算,温漂高达151ppm,难以顺应工业级工作温度范围的电子产品,对其停止温度补偿也较为艰难.因而,市面上针对32.768KHZ的TCXO很少,且价钱极为昂贵.关于普通的消费类电子行业,如需工业级-40℃~85℃,且温度频差控制在±30ppm以内,运用普通音叉型32.768KHZ晶体,是无法满足请求的.但是,假如能将晶片切型改为AT切的切型,那么工业级温度频差控制在±30ppm以内将不成问题.下面来理解一下AT切32.768KHZ钟振是如何完成的.

AT切晶体频率温度曲线为三次曲线,呈躺着的“S”型曲线,随着温度的变化,温漂呈“S”型轨迹变化,大致在-10℃和+60℃时,有两个“拐点”,即温漂又会反方向拐回来.因而,只需控制好晶片的切角在一定公差范围内,能保证两个拐点温漂在-40℃~85℃时不超越±30ppm并不是一件难事.但是AT切晶体只针对MHZ频率的晶体,如何让石英晶体振荡器转换成32.768KHZ频率?钟振32.768KHZ经过分频方式,便能够完成.如采用AT切16.777216MHZ晶体,经过512分频,那么就能够得到想要的32.768KHZ频率.钟振完成对频率的分频并不艰难,都集成在振荡IC内部.因而,运用AT切MHZ分频完成的32.768KHZ钟振,在频率温度特性上,有很大的改进,在没有停止温度补偿的时分,-40℃~85℃条件下,温度频差坚持在±30ppm以至±20ppm都是能够完成的.

 

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