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晶振資訊

詳述晶振的重要指標

返回列表 來源:廣瑞泰電子 瀏覽:- 發布日期:2019-07-05 15:53:00【


晶振的指標

總頻差我們先來了解什么是頻差,所謂的頻差是頻率偏差的簡寫,是由規定的工作參數和非工作參數在規定的時間內,導致晶振的頻率出現偏差。任何晶振的頻率沒有絕對性,例如我們常見的12M晶振,8M晶振,32M晶振等,它們由溫度穩定度,頻率老化率,頻率電壓特性和頻率負載特性等造成偏差,最終影響頻率的偏差,稱之為總頻差。

率老化率:在恒定的環境條件下測量振蕩器頻率時,振蕩器頻率和時間之間的關系。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造成的,因此,其頻率偏移的速率叫老化率,可用規定時限后的最大變化率(如±10ppb/天,加電72小時后),或規定的時限內最大的總頻率變化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))來表示。

決定晶體老化的因素有:

①污染物和殘留氣體的分子會沉積在晶片上,或使晶振電極氧化。晶振振蕩頻率越高,所用的晶片就越薄,這種影響就越厲害。這種影響要經過一段較長的時間才能逐漸穩定,而且這種穩定隨著溫度或工作狀態的變化會有反復——使污染物在晶體表面再度集中或分散

②晶振由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,并試圖使物體從變形后的位置恢復到變形前的位置應力要經過一段時間的變化才能穩定,稱之為應力。一種叫“應力補償”的晶體切割方法(SC切割法)使晶體有較好的特性。 

結構工藝缺陷等。

因此,頻率低的晶振比頻率高的晶振、工作時間長的晶振比工作時間短的晶振、連續工作的晶振比斷續工作的晶振的老化率要好。

頻率溫度穩定度:在標稱電源和負載下,工作在規定溫度范圍內的不帶隱含基準溫度或帶隱含基準溫度的最大允許頻偏。

ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin) 
ftref ±MAX[(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref
ft
:頻率溫度穩定度(不帶隱含基準溫度
ftref
:頻率溫度穩定度(帶隱含基準溫度
fmax 
:規定溫度范圍內測得的最高頻率 
fmin
:規定溫度范圍內測得的最低頻率 
fref
:規定基準溫度測得的頻率

說明:采用ftref指標的晶體振蕩器其生產難度要高于采用ft指標的晶體振蕩器,ftref指標的晶體振蕩器售價較高。

開機特性(頻率穩定預熱時間):指開機后一段時間(5分鐘)的頻率到開機后另一段時間(1小時)的頻率的變化率。表示了晶振達到穩定的速度。這指標對經常開關的儀器如頻率計等很有用。

說明:在多數應用中,晶體振蕩器是長期加電的,然而在某些應用中晶體振蕩器需要頻繁的開機和關機,這時頻率穩定預熱時間指標需要被考慮到(尤其是對于在苛刻環境中使用的軍用通訊電臺,當要
求頻率溫度穩定度≤±0.3ppm(-4585),采用OCXO作為本振,頻率穩定預熱時間將不少于5分鐘,而采用MCXO只需要十幾秒鐘)

頻率壓控范圍:將頻率控制電壓從基準電壓調到規定的終點電壓,晶體振蕩器頻率的最小峰值改變量。

明:基準電壓為+2.5V,規定終點電壓為+0.5V和+4.5V,壓控晶體振蕩器在+0.5V頻率控制電壓時頻率改變量為-2ppm,在+4.5V頻率
控制電壓時頻率改變量為+2.1ppm,則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為:≥±2ppm(2.5V±2V),斜率為正,線性為+2.4%

壓控頻率響應范圍:當調制頻率變化時,峰值頻偏與調制頻率之間的關系。通常用規定的調制頻率比規定的調制基準頻率低若干dB表示。

說明:VCXO頻率壓控范圍頻率響應為010kHz

頻率壓控線性:與理想(直線)函數相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量度,它以百分數表示整個范圍頻偏的可容許非線性度。

說明:典型的VCXO頻率壓控線性為:≤±10%≤±20%。簡單的VCXO頻率壓控線性計算方法為(當頻率壓控極性為正極性時)

頻率壓控線性=±((fmax-fmin)/ f0)×100% 
fmax
VCXO在最大壓控電壓時的輸出頻率 
fmin
VCXO在最小壓控電壓時的輸出頻率 
f0
:壓控中心電壓頻率

單邊帶相位噪聲£(f):偏離載波f處,一個相位調制邊帶的功率密度與載波功率之比。

輸出波形:從大類來說,輸出波形可以分為方波和正弦波兩類。

方波主要用于數字通信系統時鐘上,對方波主要有輸出電平、占空比、上升/下降時間、驅動能力等幾個指標要求。

著科學技術的迅猛發展,通信、雷達和高速數傳等類似系統中,需要高質量的信號源作為日趨復雜的基帶信息的載波。因為一個帶有寄生調幅及調相的載波信號(不
干凈的信號)被載有信息的基帶信號調制后,這些理想狀態下不應存在的頻譜成份(載波中的寄生調制)會導致所傳輸的信號質量及數傳誤碼率明顯變壞。所以作為
所傳輸信號的載體,載波信號的干凈程度(頻譜純度)對通信質量有著直接的影響。對于正弦波,通常需要提供例如諧波、噪聲和輸出功率等指標。


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