晶振細(xì)節(jié)大結(jié)合
來源：http://m.wyss.net.cn 作者：jinluodz 2013年07月03
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沒有接觸過晶振你，或許只是認(rèn)為它本身只是一個(gè)小得不能再小的電子產(chǎn)品。不會(huì)過多的去留意他，從接觸晶振行業(yè)這么多年來，對(duì)晶振的工作原理以及晶振的作用大致上都了解的通透，但是晶振的使用范圍到底有多廣，似乎自己能想象到的電子產(chǎn)品都會(huì)涉及到晶振。而事實(shí)上，晶振也是個(gè)讓人頭痛卻又無可奈何的小家伙。在最早期電子元件名叫壓電石英晶體，因?yàn)椴还苁裁淳w里面都需要一顆水晶石英片來帶動(dòng)它工作，可以說是核心，最后由于時(shí)代的慢慢變遷，科技代替的古老方法形成今天我們所熟悉的晶振。晶振全稱叫壓電晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。晶體有一個(gè)很重要的特性，如果給它通電，它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會(huì)產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。
一個(gè)工廠研發(fā)出新的產(chǎn)品，或者之前用的產(chǎn)品需要更改配套設(shè)施，就會(huì)在晶振產(chǎn)品的選型和抉擇好的晶振上犯難。那我們?cè)撊绾芜x擇優(yōu)質(zhì)晶振呢？晶振的關(guān)鍵參數(shù)是什么呢？以下有七點(diǎn)是晶振廠家金洛電子整理得出的結(jié)果。
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(tái)面(invertedMesa)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(shí)給出?？衫梅侯l晶體實(shí)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(dāng)需要UHF和微波頻率時(shí)，聲表波(SAW)振蕩器是種選擇。
2、頻率精度：頻率精度也稱頻率容限，該指標(biāo)度量晶振實(shí)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(duì)一款精度±100ppm的10MHz晶振來說，其實(shí)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(biāo)量度在一個(gè)特定溫度范圍(如：0°C到70°C以及-40°C到85°C)內(nèi)，實(shí)際頻率與標(biāo)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，該指標(biāo)從10到1000ppm變化很大。
4、老化老化指的是頻率隨時(shí)間長(zhǎng)期流逝而產(chǎn)生的變化，一般以周、月或年計(jì)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(shí)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(hào)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(hào)可實(shí)現(xiàn)45%/55%的輸出占空比。一些型號(hào)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(fù)載。
6、工作電壓許多晶振工作在5V直流。但新產(chǎn)品可工作在1.8、2.5和3.3V。
7、啟動(dòng)時(shí)間該規(guī)范度量的是系統(tǒng)上電后到輸出穩(wěn)定時(shí)所需的時(shí)間。在一些器件內(nèi)，有一個(gè)控制晶振輸出開/閉的使能腳。
我們都是晶振分為石英晶振和陶瓷晶振，但當(dāng)熟知這些晶振參數(shù)后，接下來可能是找廠家問有沒有樣板了，需要測(cè)試下。我們也能站在客戶的角度上想想，誰也不可能在不得知的情況下，大批量的選購(gòu)晶振了。但當(dāng)晶振測(cè)試時(shí)也有該注意的問題。1、每一個(gè)單獨(dú)指標(biāo)必須單獨(dú)測(cè)試，不能同時(shí)測(cè)試幾種指標(biāo)，也不能同時(shí)測(cè)試幾只晶振。
2、測(cè)試時(shí)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試電路和測(cè)試環(huán)境進(jìn)行測(cè)試。
3、在沒有相當(dāng)?shù)臏y(cè)試設(shè)備和測(cè)試人員的情況下，不建議客戶自行測(cè)試晶振，更不能隨意調(diào)試晶振，測(cè)試設(shè)備的等級(jí)應(yīng)至少比晶振指標(biāo)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
4、對(duì)不同廠家的產(chǎn)品，尤其是來自不同國(guó)家的產(chǎn)品，有一些指標(biāo)的測(cè)試方法不盡相同，應(yīng)提前了解各廠家的異同點(diǎn)，統(tǒng)一意見，以減少不必要的麻煩。
5、一些短期指標(biāo)如頻率精度，開機(jī)特性等，應(yīng)多做幾次重復(fù)的測(cè)試，以減少測(cè)試結(jié)果的偶然性。
無論關(guān)于什么，都會(huì)有個(gè)環(huán)節(jié)，晶振的環(huán)節(jié)無非就是選樣、測(cè)試、然后采購(gòu)下單。但當(dāng)晶振采購(gòu)的時(shí)候，很多采購(gòu)商會(huì)忽略掉其中很多細(xì)節(jié)。
1、不要一味追求高指標(biāo)，因?yàn)楦咧笜?biāo)意味著成本大幅度增加，交貨期加長(zhǎng)。
2、注意封裝的可替代性，盡量不選用非標(biāo)準(zhǔn)封裝。
3、盡量不要壓縮供應(yīng)商的交貨期限，有可能的情況下，盡量提供需求預(yù)測(cè)，要求廠家備貨，至少做好晶體的備貨、老化、篩選工作。
4、了解供應(yīng)商情況的時(shí)候，應(yīng)該著重考察供應(yīng)商的晶體來源、工藝控制能力、供應(yīng)客戶情況，最好定期做現(xiàn)場(chǎng)考察。供應(yīng)商沒有批量出過貨產(chǎn)品，采購(gòu)時(shí)應(yīng)非常小心。
5、選擇供應(yīng)商時(shí)，盡量選擇有較強(qiáng)技術(shù)支持能力的廠家。
6、如果可能的話，應(yīng)允許供應(yīng)商在研發(fā)階段就參與到指標(biāo)的確認(rèn)工作中。
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