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晶振的一般知识
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晶振的一般知识和质量控制
 1. 晶振的作用是产生时钟信号,晶体谐振器与其它器件共同组成晶体振荡器。
 
 2.晶体谐振器,要达到稳定性好,要求串联谐振电阻既要小又要一致性好,同时激励功率变化带来的阻抗变量越小,晶体的谐振点容易一致,这样外围电路调试比较容易,使产品更稳定,那么具体如何实现呢?第一,用Q值(Q值是等效电路中动态臂谐振时的品质因数,振荡电路所能获得的最大稳定性直接与电路中晶体的Q值相关。Q值越高,晶体带宽越小,电抗值变化越陡,外部电抗对晶体影响越小)高的水晶材料,能降低串联电阻,同时控制胶量的匀称性;第二,要求生产车间净化程度很高,能减少本体之外的灰尘附着物带来的干扰,降低阻抗变量;第三,成品测试将并联谐振电阻和DLD值(功率改变引起的阻抗变量)控制在相对更小的范围内。
 
3.根据经验及晶体本身的特性总结出:第一,在使用过程中,外围匹配电容(包括杂散电容)愈接近晶体标称电容,电路形成的振荡频率愈接近标称频率。电路的稳定性由晶体本身和外围电路共同决定,最佳电路应让工作频率高与标准频率8PPM左右,因为频率每年都要下降3PPM左右即年老化率,这样才能保证电路中振荡频率在5年内准确度很高;第二,晶体在使用中还要具有一定的温度稳定性和抗震性及可焊性,如何实现?1)提高晶片加工精度,降低晶体封闭壳中氮气的露点,通过高低温测试试验;2)生产上,用优质胶,点匀和及时烤胶,检查剔除有崩边的晶片,通过跌落和机械振动测试(100-20000G)试验,提高包装保护;3)同时增加240±10℃和5S条件下的耐高温测试。
 
4.晶体振荡器分直插(DIP-14,DIP-8)和SMD贴片。直插式的一般为非三态线路,有需求可选三态规格,SMD式的为三态线路输出。在使用中DIP系列1#角在无特殊说明时为断开的,静电对DIP破坏性较小。SMD系列1#角内部相连,外接时需断开,静电对其破坏最大,容易击穿IC,须作静电保护;另外,SMD系列晶振在焊接过程中不要温度过高,时间过长,一般控制在260℃±5℃,少于5秒。还应注意SMD晶振两侧有的会有DLD测试线,焊接时不能与任意焊点相连。晶振在使用中电压分5V,3.3V,1.8V等不能兼容,否则会不稳定。
 
5.随着晶振的被广泛应用到各种高端设备中,对其要求也越来越高,压控晶体振荡器(VCXO),温补晶体振荡器(TCXO)及恒温晶体振荡器(OCXO)的需求逐步上升。VCXO是可以利用电压变化来调整输出频率。TCXO是包含一个温度感应电路,在温度发生变化是调整输出频率,是输出的频率随温度变化的偏差降低了,从而使其在一定的温度范围内保持较高的频率稳定度,一般精度要求在0-3PPM之内的做成这种。OCXO具有更高的稳定性,而且有更低的相位噪声,精度更高,它是通过内部的恒温槽维持晶体温度的稳定。
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