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貼片晶振分析介紹知識分享

發布時間: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)。

無源晶振需要時鐘電路的幫助來產生振蕩信號,并且不能自行振蕩,有源晶振是一個完整的諧振振蕩器。石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器都是提供穩定電路頻率的電子器件。石英晶體振蕩器利用應時晶體振蕩器的壓電效應開始振動,而石英晶體諧振器利用應時晶體和內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更重要的技術參數:諧振電阻,諧振器沒有電阻要求。RR直接影響電路的性能,因此它是企業競爭的重要參數。芯片晶體振蕩器的主要參數

總頻率差:晶體振蕩器頻率和給定標稱頻率在指定時間內由于所有指定工作和非工作參數的組合而產生的最大偏差。總頻率差包括由頻率溫度穩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載特性。一般而言,僅在涉及短期頻率穩定性時使用,并且不嚴格要求其他頻率穩定性指標。

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

貼片晶振

啟動特性(頻率穩定預熱時間):指從啟動后的一段時間(如5分鐘)到啟動后的另一段時間(如1小時)的頻率變化率。這表明晶體振蕩器已經達到穩定的速度。該指示器對于頻率計等頻繁切換的儀器非常有用。

頻率老化率:在恒定環境條件下測量振蕩器頻率時石英晶體振蕩器頻率與時間的關系。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,其可以用特定時間限制后的最大變化速率(例如,加電后72小時±10 ppm/天)或特定時間限制內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過程中的應力、污染物、殘余氣體、結構和工藝缺陷等問題引起的。只有經過一段時間的改變,壓力才能穩定下來。一種被稱為“應力補償”(SC cutting method)的晶體切割方法使晶體具有更好的特性。

短期穩定性:短期穩定性,觀察時間為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部電路(晶體的Q值、元件噪聲、電路穩定性、工作狀態等)的影響。)導致寬光譜不穩定性。測量一系列頻率值后,使用艾倫方程進行計算。相位噪聲也能反映短而穩定的條件(測量需要特殊儀器)。

再現性:定義:晶體振蕩器在長時間穩定運行后關閉。晶體振蕩器關閉一段時間t1(例如24小時),開啟一段時間t2(例如4小時),并且測量測量的頻率f1。晶體振蕩器在相同的時間段t1被關閉,在相同的時間段t2被開啟,并且測量測量的頻率f2。再現性=(f2-f1)/f2。

頻率電壓控制范圍:將頻率控制電壓從參考電壓調整到規定的端電壓,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)函數相比,輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的量度,該函數以百分比表示整個范圍內頻率偏移的允許非線性度。

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