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首頁金洛博客 晶振知識大解剖,不愁登不上諾亞方舟

晶振知識大解剖,不愁登不上諾亞方舟

來源:http://m.wyss.net.cn 作者:jinluodz 2013年06月17
    網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展和智能系統(tǒng)的建設(shè)延至到智能產(chǎn)品的發(fā)掘,已成現(xiàn)在社會的新潮流,利用各項先進的監(jiān)控技術(shù),通過建立高集成安防系統(tǒng),提升處理突發(fā)事件的能力和全面監(jiān)管工作的水平,形成人防、技防、物防三防并舉的立體防范格局,是目前安防系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。因此在設(shè)計開發(fā)時需要用到的晶體振蕩電路是嚴格的,產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要,智能產(chǎn)品的發(fā)展是促進晶振行業(yè)要求質(zhì)量的保障,技術(shù)的過硬。在工作中,使用晶振的工程師難免被晶振的種種原因所糾結(jié)。在購買貨品的同時,采購又為晶振的頻率穩(wěn)定性和老化率等諸多原因而煩惱纏于腦門。因此晶振廠家金洛電子為解決這一問題,特召集研發(fā)部門的同時,研究此方案。以下是綜合探討給出的結(jié)論,希望能對您有所幫助。

1、工作頻率 
晶振的頻率范圍一般在1到70MHz之間。但也有諸如通用的32.768kHz鐘表晶體那樣的特殊低頻晶體。 晶體的物理厚度限制其頻率上限。 歸功于類似反 向臺面(inverted Mesa)等制造技術(shù)的發(fā)展,晶體的頻率上限已從前些年的30MHz提升到200MHz。工作頻率一般按工作溫度25°C時給出。   
可利用泛頻晶體實現(xiàn)200MHz以上輸出頻率的更高頻率晶振。另外,帶內(nèi)置PLL 頻率倍增器的
晶振可提供1GHz以上的頻率。當需要UHF和微波頻率時,聲表波(SAW)振蕩器是種選擇。   
2、頻率精度:1PPM=1/1,000,000
頻率精度也稱頻率容限,該指標度量晶振實際頻率于應(yīng)用要求頻率值間的接近程度。其常用的表度方法是于特定頻率相比的偏移百分比或百萬分之幾(ppm)。例如,對一款精度±100ppm的 10MHz晶振來說,其實際頻率在10MHz±1000Hz之間。   
(100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz   
它與下式意義相同:1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典型的頻率精度范圍在1到 1000ppm,以最初的25°C 給出。精度很高的晶振以十億分之幾(ppb)給出。   
3、頻率穩(wěn)定性
 該指標量度在一個特定溫度范圍(如:0°C到 70°C 以及-40°C到 85°C)內(nèi),實際頻率與標稱頻率的背離程度。穩(wěn)定性也以ppm給出,根據(jù)晶振種類的不同,晶振根據(jù)特性,可分為
有源晶振和無源晶振,該指標從10到 1000ppm變化很大。   

4、晶振老化 
老化指的是頻率隨時間長期流逝而產(chǎn)生的變化,一般以周、月或年計算。它于溫度、電壓及其它條件無關(guān)。在晶振上電使用的最初幾周內(nèi), 將發(fā)生主要的頻率改變。該值可在5到10ppm 間。在最初這段時間后, 老化引起的頻率變化速率將趨緩至幾ppm。   
5、輸出 
有提供不同種類輸出信號的晶振。輸出大多是脈沖或邏輯電平,但也有正弦波和嵌位正弦波輸出。 一些常見的數(shù)字輸出包括:TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。   
許多數(shù)字輸出的占空比是40%/60%,但有些型號可實現(xiàn)45%/55%的輸出占空比。一些型號還提供三態(tài)輸出。一般還以扇出數(shù)或容抗值(pF)的方式給出了最大負載。   
6、工作電壓 
有源晶振其中包含,SPXO普通晶體振蕩器,VC-TCXO壓控溫補振蕩器,TCXO
溫補晶振,VCXO壓控石英晶體振蕩器,許多晶振工作在5V直流。但新產(chǎn)品可工作在1.8、2.5和 3.3V。  
 7、啟動時間 
該規(guī)范度量的是系統(tǒng)上電后到輸出穩(wěn)定時所需的時間。在一些器件內(nèi),有一個控制晶振輸出開/閉的使能腳。 
 8、相噪 
在頻率很高或應(yīng)用要求超穩(wěn)頻率時,相噪是個關(guān)鍵指標。它表度的是輸出頻率短時的隨機漂移。它也被稱為抖動,它產(chǎn)生某類相位或頻率調(diào)制。該指標在頻率范圍內(nèi)用頻譜分析儀測量,一般用dBc/Hz表示相噪。   

晶振輸出的不帶相噪的正弦波被稱為載波,在頻譜分析儀上顯現(xiàn)為一條工作頻率上的垂直線。 相噪在載波之上和之下產(chǎn)生邊帶。 相噪幅度表示為邊帶功率幅值(Ps)與載波功率幅值(Pc)之比,以分貝表示:   
相噪(dBc)=10log(Ps/Pc)   
相噪的測量以載波的10kHz或100kHz頻率增量計算, 但也用到低至10Hz或 100Hz的其它頻率增量。相噪度量一般規(guī)整為與1Hz相等的帶寬。取決于載波的頻率增量,典型的相噪值在-80到-160dBc 之間。   

9、可調(diào)性(Pullability) 
該指標表度的是通過對一個壓控晶振(VCXO)施加一個外部控制電壓時, 該電壓所能產(chǎn)生的頻率改變。 它表示的是最大可能的頻率變化, 通常用ppm表示。 同 時還給出控制電壓水平,且有時還提供以百分比表示的線性值。典型的直流控制電壓范圍在0到 5V。頻率變化與控制電壓間的線性關(guān)系可能是個問題。   
10、封裝 
晶振有許多種封裝形態(tài)。過去,最常用的是金屬殼封裝,但現(xiàn)在,它已被更新的表貼(SMD)封裝取代。命名為HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的金屬封裝一般采用的是標準的DIP 通孔管腳。 而常見的
貼片晶振封裝大小是3.2×2.5mm。 源于蜂窩手機制造商的要求,SMD封裝的趨勢是越做越薄。
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