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不得不看:晶振匹配与温度漂移有着怎样的渊源

发布时间:2016-02-04  点击数量:1922

  晶振漂移一直是许多工程师面对的难题,特别是温度漂移最难解决,因为不同的温度会导致晶振性能不一样,所以晶振匹配和温度有着莫大的关系。关系着产品的好与坏,下面你不得不看!!!
   为何晶振匹配和温度漂移很难
   许多工程师,在电路中运用晶振时,经常会碰到这么的烦恼,一是晶振在电路中匹配不志趣,影响运用作用;二是晶振的温度漂移太大,乃至影响商品的功能。
 晶振匹配要考虑成本
   现在在电子商品一日千里的今日,本钱疑问肯定是生产商思考的首要要素,相同对晶振的运用也会思考到本钱要素,因而工程师在方案电路时,因有源晶体振动 器(俗称钟振)比通常无源谐振器报价高出5~10倍,然后更多地挑选运用无源的晶体运用到电路中;只要在一些高端商品如工控类、高速通讯类商品才对比喜欢 运用有源晶振,因而就产生了以上多见的疑问。
   无源晶振与有源晶振的区别
 究其要素,无源晶振的运用作用不只取决于晶振本身的目标,还与振动电路的方案匹配关联性极大,也常常出现匹配不志趣的状况。有源晶振是直接将晶体与钟 振IC"捆 绑"封装调试后,提供给用户,避免了客户端因晶体负载匹配不当,构成电路频率漂移的费事,下面来浅谈有源晶振(钟振)是如何做到避免以上不良的。
   石英晶体深度解析
 石英晶体俗称水晶,成分为二氧化硅,具有"压电效应"和极高的品质因数,被应用于各种振动电路,其频率安稳度通常能够抵达10-6~10-8数量级, 乃至更高。但是其频率精度遭到石英晶体本身所固有的两个特性影响:频率牵引量(TS)和温漂。频率牵引量是描绘石英晶体频率精度跟着负载电容改动而改动的 物理量,单位为PPM/PF.温漂是描绘晶体频率精度跟着温度的改动而改动的物理量,为石英晶体所固有的特性,其频率温度曲线与石英晶片的切型和切角有 关。从用户运用视点讲,用户无法改动晶片的切角切型,却很简略改动振动回流的负载,也正因而要素,客户在运用晶体谐振器时,简略出现因负载不匹配构成的频 率漂移现象。
    钟振的作用
  钟振之所具有高精度和高安稳度,要素在于钟振内部运用了专业振动IC,已经在未对钟振封装前,经过对水晶片上的电极喷银或许刻蚀等方法改动晶片厚度对晶体频率进行微调,然后使振动电路输出想要的方针频率,避免了因负载不匹配构成的频率漂移,提高了振动电路的精度。

    温度漂移产生的原因
 上文说到石英晶体还有一个首要的特性--温漂。一切的石英晶体资料做成的频率器材,均有必定的温漂。温漂变成影响石英晶体谐振器及石英晶体振动器频率 精度的首要要素。温补钟振(TCXO),恒温钟振(OCXO),都是关于晶体的频率温度特性做相应的抵偿,频率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO 小于±10ppb(1ppb=10-3ppm),乃至更高。温度抵偿,变成抵偿石英晶体温漂的首要手法。但是,市面上关于KHZ等级的温补钟振少之又少, 其要素,我能够从晶体的切型方面分析。
 石英晶片的切型大致能够分为AT切、BT切、CT切、DT切等,不一样的切型,所对应的频率温度曲线不一样。下面两幅图的分别为音叉32.768KHZ晶体和AT切MHZ晶体的频率温度曲线。

 AT切32.768KHZ钟振来处理难题
 音叉32.768KHZ晶体频率温度曲线为二次抛物线,跟着作业温度违背常温25℃越远,温漂也随之变大,-10℃~60℃其温漂抵达快到 50ppm,如按工业级-40℃~85℃核算,温漂高达151ppm,难以习气工业级作业温度计划的电子商品,对其进行温度抵偿也较为艰难,因而,市面上 关于32.768KHZ的TCXO很少,且报价极为贵重。关于通常的消费类电子作业,如需工业级-40℃~85℃,且温度频差操控在±30ppm以内,使 用通常音叉型32.768KHZ晶体,是无法满意央求的。但是,假设能将晶片切型改为AT切的切型,那么工业级温度频差操控在±30ppm以内将不成问 题。下面来了解一下AT切 32.768KHZ钟振是如何结束的。
 AT切晶体频率温度曲线为三次曲线,呈躺着的"S"型曲线,跟着温度的改动,温漂呈"S"型轨迹改动,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,只需操控好晶片的切角在必定的公差计划内,那么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切晶体只关于MHZ频率的晶体,如何转换成32.768KHZ频率?钟振32.768KHZ经过分频方法,便能够结束。如选用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。钟振结束对频率的分频并不艰难,都集成在振动IC内部。因 此,运用AT切MHZ 分频结束的32.768KHZ钟振,在频率温度特性上,有很大的改进,在没有进行温度抵偿的时分,-40℃~85℃条件下,温度频差保持在±30ppm甚 至±20ppm都是能够结束的。
 以上说到钟振的高精度和高安稳性,关键在于钟振减少繁琐的晶体负载匹配进程,且运用了专业的振动IC,提高了商品的安稳性。32.768KHZ 钟振,选用AT切MHZ晶片经过分频方法,大大改进了商品的温度频差特性。但是,不得不指出,选用MHZ分频做出的32.768KHZ在功耗上面会略比使 用KHZ最为振动源的功耗会略大,通常作业输入电流<0.5mA (3V),静态耗费电流<10uA,功耗从实习检验上看,仍是对比小的。因而,对32.768KHZ频率有特定的温度频差央求的商品,无妨能够思考 一下钟振32.768KHZ.
   了解了以上晶振的情况,想必大家对晶振的匹配以及温度漂移有着更多的认识。本文想告诉大家晶振和产品的另一面不可或缺的关系,希望大家对晶振有一个全新的认识,能对小小的晶振有着全面的认识,晶振决定着电子产品的成败,你真的不得不了解哦。了解更多晶振消息,请上凯越翔晶振商城,更多的消息等你来挖掘!!!

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