石英晶体谐振器,石英晶振是一种用于稳定频率和选择频率的重要电子元件.具有频率稳定度高、Q值高、成本低的特点,广泛应用于时间频率基准和为时序逻辑电路提供同步脉冲.随着电子信息技术及产业的飞速发展,尤其是数字电子技术的广泛应用,石英晶振,贴片晶振,石英晶体元器件的市场需求量快速增长,同时对其性能的要求向高频率和高精度.下面CEOB2B晶振给大家介绍会影响到石英晶振频率的因素有哪些?
一、老化
老化效应是石英晶体固有的物理现象,其谐振频率随时间推移缓慢减小或增加的变化过程,称为石英晶体的老化.AT切石英晶体谐振器的老化主要源于下述方面:
1、谐振器内部石英晶格的不完善导致石英晶体在工作时其结构发生变化,此是长期效应:另气体的分解和吸收导致极板质量的改变或迁移,影响会持续数周或数年;
2、由于温度梯度效应而产生的老化;
3、因压力释放效应而产生老化,此为温度梯度效应过程的函数,一般持续数月;
二、温度
环境温度是影响石英晶振,石英晶体谐振器频率变化的最主要因素,石英晶振,石英晶体谐振器谐振频率会随温度的改变而变化,这种性质称其频率温度特性:石英晶体谐振器的频率-温度特性除与其本身物理特性有关外,还与其切割角度(即切型)和加工流程有一定关系.恒温型和温度补偿型晶体振荡器这两类高稳定度晶体振荡器正是基于频率温度特性研制而成的.
三、其它因素,除温度和老化两大主要因素之外,下述因素给谐振器的谐振频率也会带来一定的影响.
激励电平的变化:研究表明,激励电平对晶体振荡器谐振频率有明显的影响;激励电流的过大或者过小,都将影响石英晶振晶体的老化性能和谐振频率的长期或者短期稳定度,从而激励电平的是否稳定直接影响到石英晶体谐振器的频率稳定度.
除此以外;负载的变化、电源电压的波动以及核辐射等也都会导致石英晶振,石英晶体谐振器的谐振频率发生变动.当石英晶体谐振器用于某些精度要求特别高的场合时,这些因素给谐振器谐振频率造成的影响也是不可忽视的.
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石英晶振是采用石英晶片制成的,而不同频率的石英晶振对应的石英晶片的大小、厚薄是不一样的,一般来讲,石英晶振的频率越高,需要的石英晶片越薄.比如40MHZ的石英晶体所需的晶片厚度是41.75毫米,這樣的厚度還算可以做到,但100MHZ的石英晶体,所需的晶片厚度则是16.7毫米.即使厚度可做到但損耗非常高,製成成品後輕輕一跌晶片就碎裂.所以一般在高频的晶体就要采用三次泛音、五次泛音、七次泛音的技术来达到了.
比如基频为20MHZ的石英贴片晶振晶体,五次泛音之后就可以得到100MHZ的晶体.一般以经验来讲,40MHZ以下基本都是基频晶振,而40MHZ以上,则是泛音晶振了.
两者在用法上也是有一定的区别的,比如基频的晶体,只需要接入适当的电容就可以工作,而泛音晶体则需要电感与电容配合使用才可振出泛音频率,否则就只能振出基频了.
在我国晶振市场可以说日产进口晶振最为吃香,其次是我国宝岛台湾晶振,它们两者可以说是3225晶振、2520晶振、3215晶振以及7015晶振等常用贴片晶振的最大供应者,而后就是美国进口晶振品牌占有一定比例市场,但由于美国晶振的价格与台产晶振和日产晶振相比明显更不具优势。但是美国晶振在有源差分晶振和大体积钟振领域却异样的很受欢迎,可以说美国品牌晶振大多数封装尺寸都是在3225以上。
在使用石英晶振,贴片晶振时,应注意的是对于晶振的保养以及防止老化的措施.影响老化的因素很多,是晶体生产厂工艺水平的集中表现.老化的机理很复杂,许多人已进行了广泛深入的试验研究,普遍认为,它不但与水晶原料质量、晶片切型有关,而且受石英片加工和晶体装配工艺影响很大.
例如:研磨对晶片造成的应力、晶片表面附着物的增减、电极膜和晶片之间的应力、上架过程和石英晶体振荡器,石英晶振晶片之间形成的应力的变化、晶体盒漏气、振子污染、过激励、过度的冲击、及较高的温度等都会产生影响.同样条件下,外壳密封性越好,则老化相应小一些,如玻璃壳封装、电阻焊封装、冷压焊封装等.它们要比焊锡封装要好.为了减少老化,CEOB2B晶振平台针对有关因素建议采取的相应措施有:C、 确保晶片、电极膜、支架、绝缘衬套、外壳内部的清洁度.
D、 电极膜不能太厚,保证镀膜公差,尽量减少微调量.如右上图所示为串联型石英晶体振荡电路.电容Cb为旁路电容,对交流信号可视为短路.电路的第一级为共基放大电路,第二级为共集放大电路. 若断开反馈, 给放大电路加输入电压是, 极性上“+”下“-”;则T1管集电极动态电位为“+”,T2管的发射极动态电位也为“+”.只有在石英晶振晶体呈纯阻性,即产生串联谐振时,反馈电压才与输入电压同相,电路才满足正弦波振荡的相位平衡条件.所以电路的振荡频率为石英晶体的串联谐振频率fS.调整Rf的阻值,可使电路满足正弦波振荡的幅值平衡条件.
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车载晶振的特殊在于以下几点:ce prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
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1、AEC-Q200所代表的高信赖性
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2、广范围的动作温度(-40~+125℃、根据场合不同也可达到+150℃)
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3、焊接过程中温度在特殊变化下可以达到零缺陷要求
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车载用有源晶振从最初直插式产品向贴片:8045-7050-5032-3225,到现在2520小型化系列转变,这是由于晶体产品整体的包装都在往小型化方向转变,加上汽车特殊的高温动作(+150℃)的要求,大大提高了焊接过程的特殊要求,特别是为了提高ECU的处理性能,动作频率趋于高频化,可以预见小型化的需求将更加激烈。
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从列表中我们可以知道都是频率为4M/6M晶振,多种封装尺寸,根据市场上不同领域产品对于精度的要求,同时具有±30ppm,±50ppm等频率偏差选择.FOX晶振,石英贴片晶振均选用符合欧美ROHS标准材料生产,每道工序经过严格操作,具有高品质,高可靠使用特性.
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石英晶体振荡器的压电效应以及等效电路原理
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