耐高温晶振,温补晶振,恒温晶振到底有什么不同呢?很多朋友都问过是不是温补晶振和恒温晶振就是耐高温晶振了呢?对于这个问题我们首先要先从它们三者的定义出发,从本质上来区分发现它们的差异之处。
温补晶振即温度补偿晶体振荡器(TCXO),是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。在小型化与片式化方面,面临不少困难,其中主要的有两点:一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小,温度补偿更加困难;二是片式封装后在其接作业中,由于焊接温度远高于温补晶振的最大允许温度,会使晶体振子的频率发生变化,若不采限局部散热降温措施,难以将温补晶振的频率变化量控制在±0.5×10-6以下。但是,温补晶振的技术水平的提高并没进入到极限,创新的内容和潜力仍较大。
恒温晶振简称恒温晶体振荡器,英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻"电桥"构成的差动串联放大器,来实现温度控制。
耐高温晶振其实是指的石英晶振所表现出来的一种电气特性,耐高温晶振不仅工作温度是非常宽范围的,而且它的焊接温度也非常的高。在日常应用中,无铅的焊接一般是240度或260度,最高峰值不能够超过三秒(指波峰焊接),而且恒温烙铁的焊接温度360度左右。这就要求耐高温晶振里面焊点的接点非常的固牢,而且焊点所用的材料也和一般的焊接材料不一样,它的熔点必须高于恒温烙铁或波峰焊接的最大值,否则这些石英晶振就会出现晶振不起振或坏死的情况,也有会出现电阻偏大振荡不稳定的情况。
从上面的分析我们可以看出,温补晶振和恒温晶体振荡器并不能代表耐高温晶振,应该说恒温晶体振荡器OCXO晶振和温度补偿晶振TCXO晶振与耐高温晶振存在的是交集关系,这样大家也就明白耐高温晶振到底是什么了。晶振业内的人都知道,晶振的温度范围是一个很重要的参数,不同的晶振可支持的温度也不一样,测试时如果超过晶体本身可承受的最高温度,那么这颗贴片晶振或者插件晶振很可能会不起振。
通常SMD晶振要比DIP插件晶振更耐高温,所以现在圆柱晶振和49S石英晶振逐渐被贴片石英晶振代替。大多数晶振只有在常温的工作条件下条件下,才能发挥最好的振荡功能,常用的测量仪器设备主要有波形量测與和频谱分析频率响应,以下提供的是国内晶振厂家常用的晶振常温条件下稳定性判断技术性资料。
常温产品特性有时也称为室温产品特性,一般是指无源晶振在环境温度为25℃,相对湿度为50%左右时所测量出来的电性能参数,主要是频率,电阻,激励功率相关性及电容比等指标。
A、常温下石英晶振的频率主要是观察其稳定性与一致性。稳定性是相对于单个产品而言,一方面要求产品在测试仪上重复测试时,频率变化量要小,好产品频率变化量可以小于±0.5ppm,与产品频率高低及TS大小有关,一般情况下,频率越高变化量越大,TS越大变化量越大,测量指标一般是FL,若是FR则不存在TS的问题;另一方面要求产品在电路中工作时不出现频率漂移,也就是说产品频率不要跑到几百甚至几千ppm去,一般情况下只有高频(27M以上)石英贴片晶振才会有这个问题,尤其是3RD产品。如果频率不稳定,偏移的幅度上百ppm或同时伴有C0偏小现象,应考虑胶点是否松动。
B、对于一条相对成熟的生产线来说,贴片晶振在常温下的频率稳定性一般不会出现问题,比较常见的是产品的一致性(散差),尤其是高频的小公差产品一致性往往不如人意。一致性考虑是多个产品的频率公差,在测试系统中,观察FL的正态分布图可以很直观的了解产品的一致,也可以使用仪器测试系统中的CPK计算功能,通过CPK来衡量产品的一致性。