科普时间到!石英晶体技术指标定义速来看看
来源：http://konuaer.net 作者：康华尔电子 2020年07月11
科普时间到!石英晶体技术指标定义速来看看
虽然频率控制元器件之一的石英晶体谐振器,是大家比较熟悉的一种电子元件,但是相关的技术和知识,用户还是一知半解,尤其是牵涉到一些常见或非常见的参数定义,以及技术指标,就连工程也很少有认识的.了解产品才能买到优质的产品,所以康华尔电子一直以来,为广大新老客户分享一些业界资料,本文目的主要是为了让各位用户和工程师,认识一些晶振的技术信息.
频率公差:
在室温(+25℃)下,与标称频率的偏差以百万分之一(PPM)表示.频率公差有时表示为频率偏差的百分比,而不是以百万分之一(PPM)表示.转换如下:
0.01％=100PPM
005％=50PPM
001％=10PPM
随着频率公差的增加,成本逐渐增加.振荡标准频率容差为±30PPM.
驱动等级:
振荡晶体单元耗散的电量.通常用毫瓦(mW)表示,通常用通过谐振器的电流或谐振器消耗的功率表示.后者是优选的.无源晶振的驱动电平取决于逆变器或微处理器以及所有其他外部组件(包括晶体)的输入和输出电容的电抗.为了计算驱动电平,使用了功率的“欧姆定律”.
驱动电平应保持在最低水平,以避免出现稳定性,老化,非线性耦合模式和其他非线性影响的问题.但是,可以通过提高驱动电平来提高振荡器的相位噪声性能,因此有时需要妥协.在振荡规范中为每种晶体指定了最大功耗.驱动水平对于音叉晶体至关重要,因为最大驱动水平相对较低.利用音叉晶体的电路应设计成避免过度驱动晶体.
串联与并联:
并联谐振晶体适用于在石英晶体振荡器反馈环路中包含电抗组件(电容器)的电路,这些电路取决于电抗元件和晶体,以实现在指定频率下开始并保持振荡的相移.串联谐振晶体适用于在振荡器反馈环路中不包含电抗组件的电路,请参见图A的串联,图B的并联谐振晶体:
内部电容(C1)(C2):
内部电容C1,也称为运动电容Cm,是单元机械弹性的电子当量.
温度系数:
温度系数定义为晶体或振荡器中心频率的变化除以温度的变化.通常在PPM/DegC中定义.
运动阻力:
也称为等效串联电阻.等效串联电阻是石英等效电路的电阻元件(R1).(请参见下面的等效电路)该电阻表示晶体在自然谐振频率(串联谐振)时的等效阻抗.ESR由晶体阻抗(CI)仪测量.ESR值通常表示为以欧姆表示的最大值.ESR值随频率,操作模式,支架类型,晶体板尺寸,电极尺寸和安装结构而变化.
值得注意的是,对于AT条形晶体设计,给定频率下的ESR值通常高于标准(圆形毛坯)设计的ESR值.这在较低频率下变得更加明显.当从串联谐振通孔HC-49/U型晶体过渡到利用AT条纹晶体的较小表面安装型SMD晶振时,可以考虑不同切割产生的ESR值的差异.当电阻值达到某一点(振荡器电路无法充分驱动晶体)时,ESR变得至关重要.可能会导致启动缓慢或不必要的操作模式.
绝缘电阻:
晶体引脚之间的直流电阻,通常以兆欧表示.
标称频率:
晶体或振荡器的所需中心频率.通带的中点,或滤波器的高,低截止频率之间的算术平均值.
端接阻抗:
负载阻抗或输出端接是指必须连接到滤波器的输出端子才能获得正确响应的阻抗.源阻抗或输入端接是指驱动滤波器的电路的输出阻抗.
频率调整:
TCXO产品具有频率调节功能,可以调节中心频率.此功能可补偿初始频率校准和老化,并通过内部微调器完成.也可以通过控制电压通过TCXO晶振上的外部引线来提供这种调节.利用这种技术的振荡器被称为温补晶体振荡器或TC-VCXO.
上升时间/下降时间:
上升时间(TR):输出电压从逻辑“1”电平的10％变为逻辑“1”电平的90％所需的时间.以nS为单位.
下降时间(TF):输出电压从逻辑“1”电平的90％变为逻辑“1”电平的10％所需的时间.以nS为单位.
频率范围:
特定晶体或振荡器产品的频带可以作为制造中的标准提供.只要有可能,我们都会在数据表中列出标准和/或通用频率.其他频率可用,并且可以在《零件编号指南》中进行构造.
老化:
石英晶体单元的频率和/或电阻随时间的变化.归因于谐振器中应变的松弛以及归因于污染的石英谐振器封装内的传质机制.其他因素包括驱动级别,环境温度,电线疲劳和摩擦磨损.通过设计考虑因素(包括安装结构的机械设计)以及某些制造过程的设计和控制,可以将这些因素最小化.晶体的大多数老化效应发生在运行的前60天内,导致第一年的老化特性变慢.晶体封装的气密特性的完整性是决定晶体老化程度的主要因素.
科普时间到!石英晶体技术指标定义速来看看
虽然频率控制元器件之一的石英晶体谐振器,是大家比较熟悉的一种电子元件,但是相关的技术和知识,用户还是一知半解,尤其是牵涉到一些常见或非常见的参数定义,以及技术指标,就连工程也很少有认识的.了解产品才能买到优质的产品,所以康华尔电子一直以来,为广大新老客户分享一些业界资料,本文目的主要是为了让各位用户和工程师,认识一些晶振的技术信息.
频率公差:
在室温(+25℃)下,与标称频率的偏差以百万分之一(PPM)表示.频率公差有时表示为频率偏差的百分比,而不是以百万分之一(PPM)表示.转换如下:
0.01％=100PPM
005％=50PPM
001％=10PPM
随着频率公差的增加,成本逐渐增加.振荡标准频率容差为±30PPM.
驱动等级:
振荡晶体单元耗散的电量.通常用毫瓦(mW)表示,通常用通过谐振器的电流或谐振器消耗的功率表示.后者是优选的.无源晶振的驱动电平取决于逆变器或微处理器以及所有其他外部组件(包括晶体)的输入和输出电容的电抗.为了计算驱动电平,使用了功率的“欧姆定律”.
驱动电平应保持在最低水平,以避免出现稳定性,老化,非线性耦合模式和其他非线性影响的问题.但是,可以通过提高驱动电平来提高振荡器的相位噪声性能,因此有时需要妥协.在振荡规范中为每种晶体指定了最大功耗.驱动水平对于音叉晶体至关重要,因为最大驱动水平相对较低.利用音叉晶体的电路应设计成避免过度驱动晶体.
串联与并联:
并联谐振晶体适用于在石英晶体振荡器反馈环路中包含电抗组件(电容器)的电路,这些电路取决于电抗元件和晶体,以实现在指定频率下开始并保持振荡的相移.串联谐振晶体适用于在振荡器反馈环路中不包含电抗组件的电路,请参见图A的串联,图B的并联谐振晶体:
内部电容C1,也称为运动电容Cm,是单元机械弹性的电子当量.
温度系数:
温度系数定义为晶体或振荡器中心频率的变化除以温度的变化.通常在PPM/DegC中定义.
运动阻力:
也称为等效串联电阻.等效串联电阻是石英等效电路的电阻元件(R1).(请参见下面的等效电路)该电阻表示晶体在自然谐振频率(串联谐振)时的等效阻抗.ESR由晶体阻抗(CI)仪测量.ESR值通常表示为以欧姆表示的最大值.ESR值随频率,操作模式,支架类型,晶体板尺寸,电极尺寸和安装结构而变化.
值得注意的是,对于AT条形晶体设计,给定频率下的ESR值通常高于标准(圆形毛坯)设计的ESR值.这在较低频率下变得更加明显.当从串联谐振通孔HC-49/U型晶体过渡到利用AT条纹晶体的较小表面安装型SMD晶振时,可以考虑不同切割产生的ESR值的差异.当电阻值达到某一点(振荡器电路无法充分驱动晶体)时,ESR变得至关重要.可能会导致启动缓慢或不必要的操作模式.
绝缘电阻:
晶体引脚之间的直流电阻,通常以兆欧表示.
标称频率:
晶体或振荡器的所需中心频率.通带的中点,或滤波器的高,低截止频率之间的算术平均值.
端接阻抗:
负载阻抗或输出端接是指必须连接到滤波器的输出端子才能获得正确响应的阻抗.源阻抗或输入端接是指驱动滤波器的电路的输出阻抗.
频率调整:
TCXO产品具有频率调节功能,可以调节中心频率.此功能可补偿初始频率校准和老化,并通过内部微调器完成.也可以通过控制电压通过TCXO晶振上的外部引线来提供这种调节.利用这种技术的振荡器被称为温补晶体振荡器或TC-VCXO.
上升时间/下降时间:
上升时间(TR):输出电压从逻辑“1”电平的10％变为逻辑“1”电平的90％所需的时间.以nS为单位.
下降时间(TF):输出电压从逻辑“1”电平的90％变为逻辑“1”电平的10％所需的时间.以nS为单位.
频率范围:
特定晶体或振荡器产品的频带可以作为制造中的标准提供.只要有可能,我们都会在数据表中列出标准和/或通用频率.其他频率可用,并且可以在《零件编号指南》中进行构造.
老化:
石英晶体单元的频率和/或电阻随时间的变化.归因于谐振器中应变的松弛以及归因于污染的石英谐振器封装内的传质机制.其他因素包括驱动级别,环境温度,电线疲劳和摩擦磨损.通过设计考虑因素(包括安装结构的机械设计)以及某些制造过程的设计和控制,可以将这些因素最小化.晶体的大多数老化效应发生在运行的前60天内,导致第一年的老化特性变慢.晶体封装的气密特性的完整性是决定晶体老化程度的主要因素.
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