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菜鳥零基礎學習晶振知識

來源:http://www.11ed.cn 作者:jinluodz 2013年07月04
     
     電子數碼產品的發展在最近的幾年突飛猛進,特別是電腦周邊產品,任何一款電腦周邊的產品數量都可以按億來計算相同一個道理。任何一款電腦周邊的數碼產品都離不開晶振,所有數字數碼產品都需要使用晶振,晶振的每年的出貨量驚人。有石英晶振和貼片晶振即SMD晶振,是采用表面貼裝技術制造封裝的微小型化無插腳晶體振蕩器,具有體積小,焊接方便,效率高等特點,在電子消費產品中十分常見。
     貼片晶振是表貼式的石英晶體,它是一種無突出引腳的的晶體振蕩器,能提供高精度振蕩。常用于精尖端電子產品上,另外貼片晶振的體積要比直插的晶振體積小很多,于是工藝程度相對復雜很多。因為其形狀似貼片于是被稱作貼片晶振,體積小,形似貼片就是它最顯著的特點。它的頻率穩定度相對于其他的晶振更為穩定,它被應用在手機,電腦,數碼相機,MP3等方面,在這些產品起著不可替代的作用,現在市面上的貼片晶振型號主要分為5070,6035,5032,4025,3225,2520,1510這七種。最常用的是6035 ,5032,其余的都比較少見。
    在晶振的使用中,總會遇到這樣或者那樣的煩惱與事情,我司整理出資料供參考,一共有九點。
1、總頻差:在規定的時間內,由于規定的工作和非工作參數全部組合而引起的石英晶體振蕩器頻率與給定標稱頻率的最大偏差。總頻差包括頻率溫度穩定度、頻率老化率造成的偏差、頻率電壓特性和頻率負載特性等共同造成的最大頻差。一般只在對短期頻率穩定度關心,而對其他頻率穩定度指標不嚴格要求的場合采用。例如:精密制導雷達。
2、頻率穩定度:任何晶振,頻率不穩定是絕對的,程度不同而已。一個晶振的輸出頻率隨時間變化的曲線。曲線中表現出頻率不穩定的三種因素:老化、飄移和短穩。
3、開機特性(頻率穩定預熱時間):指開機后一段時間(如5 分鐘)的頻率到開機后另一段時間(如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。
4、頻率老化率: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。
5、晶體老化是因為在生產晶體的時候存在應力、污染物、殘留氣體、結構工藝缺陷等問題。應力要經過一段時間的變化才能穩定,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。
6、短穩:短期穩定度,觀察的時間為1 毫秒、10 毫秒、100 毫秒、1 秒、10 秒。晶振的輸出頻率受到內部電路的影響(晶體的Q 值、元器件的噪音、電路的穩定性、工作狀態等)而產生頻譜很寬的不穩定。測量一連串的頻率值后,用阿倫方程計算。相位噪音也同樣可以反映短穩的情況(要有專用儀器測量)。
7、重現性:定義:晶振經長時間工作穩定后關機,停機一段時間t1(如24 小時),開機一段時間t2(如4 小時),測得頻率f1,再停機同一段時間t1,再開機同一段時間t2,測得頻率f2。重現性=(f2-f1)/f2。
8、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。
9、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。
    有許多時候,客戶要求選樣或者測樣,本來我司給到的晶振值就是按照客戶要求,并且經過測試儀器所檢測過。下面由晶振廠家來介紹下貼片晶振的測試方法(晶振測試儀)
我司晶振測量儀產品簡介:
一、CX-117A是高性價比的晶振測試系統,采用微處理器技術,實現了智能化測量。本系列儀器采用倒數計數技術實現等精度測量。它測量精度高,靈敏度高,速度快,閘門時間可選;具有頻率測量、周期測量、PPM測量、分檔測量、上下限測量、累加計數等功能;中心頻率(標稱頻率)F0、分檔值Pr1 ~Pr8 (ppm) 、上限頻率FU 、下限頻率FL可任意設定并能存儲。該機前置電路有低通濾波器、衰減器等。特別適合晶體行業、郵電、通信、廣播電視、學校、研究所及工礦企業的生產和科研之用。。 
具有PPM測量功能,預置頻率F0可任意設置。該功能特別適合于晶體振動器生產企業,測試結果顯示直觀。
主要功能:頻率測量,PPM測量,周期測量,數據累計 ,功能設定
二、主要技術指標:
頻率測量范圍: 0.1Hz — 100MHz
頻率測量靈敏度:30mv 
PPm測量:3KHz — 100MHz
PPm測量精度:≤1 PPm (1×10-6)
(可擴展0.1PPm , 0.01 PPm)
中心頻率:0 Hz — 100 MHz任意設定
誤差設置范圍設定:± 1 — ± 999 PPm任意設定。
閘門設置:四檔 ,0.01s、 0.1s、1s三檔固定,
1檔閘門1ms — 10s可設,
每1mS為一階梯任意設定。
周期測量范圍:100 ms — 10 s
晶振穩定性:5 ×10-7 / 日
(可選 1 ×10-7/ 日,1 ×10-8 / 日)
時基頻率:OCXO--10MC

三、特點:
微機控制,可編程器件開發, 模塊化設計
100MHz同步等精度測量方式
SMT貼裝生產、工藝,全新小型化結構設計
9位LED顯示 
PPm提示功能

四、可選配:
晶體測量匹配器:32.768KHz-20MHz 、20MHz-40MHz ,
40MHz-65MHz、65MHz-100MHz .
晶體振蕩器測試座: 有貼片和插件2種可選,貼片測試座需要安裝在插件測試座上方能使用。 


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