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晶振的要害参数和特性
来源:欧宝体育手机版app官网    发布时间:2023-07-26 19:37:28
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  导言:在晶振选型时,除了要害参数之外,也需求考虑更多的特性与参数,确保体系超长时刻运转的安稳性和可靠性,本节首要介绍有关晶振的各项要害特性和参数。(传送门:

  晶振的频率崎岖特性是因石英晶体单元的Q值、振荡电路的噪音以及温度补偿电路噪音等影响引起的一种细小的频率改变特性,该特性不包含温度改变要素。

  温度特性表明因元器材周围的温度改变或空气活动等发生的温度改变所引起的频率的细小改变。

  表明关于元器材外部温度急剧改变的频率改变特性,与上面所说的温度特性区别表明。

  调整频差也叫晶振的精度(差错)是石英晶振重要的参数之一,表明晶体频率会违背标称频率多少,值越小精度越高。常温25°C基准温度下,作业频率相关于标称频率所答应的差错,包含必定的负载电容下的晶体频率公役,加工差错,调整频差(Frequency Tolerance)用频率改变的最大值和标称频率的比值来表明,单位是ppm,PPM意义为百万分之一(part per million 1/10^6)。在产品标准书中,ppm一般会用最大值(max)来表明,例如30ppm max,但产品实践的差错值会更小。

  假如晶振频偏超越极限,芯片内部的锁相环PLL锁偏导致频率犯错,芯片作业就会不安稳乃至停止作业,连带的通讯也会反常。

  温度频差(Frequency Stability vsTemp)表明在特定温度规模内,作业频率相关于基准温度时作业频率的答应频率违背量,单位也是ppm。

  DLD2指的是:不同鼓励电平下的负载谐振电阻的最大值与最小值的差值,值越小越好。驱动功率的改变会引起晶体频率和谐振阻抗的改变,被称为驱动功率相关性。

  驱动功率表征了驱动该晶体需求的典型功率,如图2-1所示,要求不能超越最大驱动功率,不然长时刻作业会有晶振损坏的危险。假如驱动功率过大或许损坏晶体的内部机理,引起振荡频率反常、安稳度下降、频率失真、晶片破损等现象,更为严峻的导致电极受损。假如鼓励功率过低,也会带来DLD问题或许不起振,关于驱动功率的核算后续章节会说到。

  频率安稳性表明晶振的输出频率因温度改变、频率老化、电压改变、输出负载改变等外部条件而发生的改变。旗帜常说的总频差便是这些作业和非作业参数悉数结合起来而引起晶振频率与标称频率之间的最大差错。

  频率安稳度(Frequency Stability)一般分为长时刻和短期两种,是用来衡量振荡频率坚持不变的才能。下面将介绍几点会影响频率安稳度的要素:

  晶振的频率跟着作业时刻的改变而改变,物理现象被称为老化aging。在生产过程中,依据不同产品特点,设置不同的温度和时刻对晶片进行加速老化,使得晶片趋近于安稳精度,来进步产品的安稳性。

  极点温度升高会导致频率漂移(Frequency Drift),晶振的频率跟着作业时刻的定向漂移,物理现象被称为老化aging。老化被认为是“质量搬迁”和“应力驰豫”这两个原因发生的。

  不同晶体的切开方法有着不同的频率温度特性:音叉Tuning Fork晶振的温度特性曲线 是晶体谐振器里最常用的切型,频率和温度是三次函数联系;SC切切开视点是根据x,y,z根底坐标的双旋转,切角分别为21.93°和 34.11°。

  驱动功率是晶体在作业时的功耗,一般以mW和uW来表明。驱动功率过高会导致晶片振荡变强,振荡导致温度升高,频率安稳度随之下降,严峻时晶振不安稳,晶片会振裂,加速老化。假如驱动功率偏小,谐振器输出波形偏弱,长时刻或许会停振,引起芯片停止作业。

  晶体谐振器有必要与改变的负载匹配,假如晶体两头的等效电容和标称负载电容存在差异,晶体输出的频率将会和标称作业频率发生差错。

  有源晶振需求运用洁净安稳的电源,电压改变会带动电阻改变,输出电压需求坚持在电源的额定值。

  部件都是谐振器,它将操控频率并确认能够完成哪种水平的安稳性。虽然选用LC或RC谐振器完成的简略振荡器可满意一些使用的要求,可是增加石英晶体将可大幅地将器材的频率安稳性进步好几个数量级,且一般所需的本钱很小。

  : 1) 中心频率:即标称频率. 2) 调整频差:常温下频率差错. 3) 作业温度:正常作业条件下的温度规模

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  (thermistor quartz crystal)便是在这样布景下诞生的新式

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