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淺析守時(shí)晶振設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2022-04-04   點(diǎn)擊量:316

一個(gè)溫補(bǔ)晶振,可以通過(guò)測(cè)量溫度,然后自動(dòng)調(diào)整外部的匹配電容矩陣(改變接入的電容值)從而使頻率變得更準(zhǔn)確和穩(wěn)定。溫補(bǔ)晶振術(shù)語(yǔ)來(lái)自石英晶體振蕩器的一種補(bǔ)償方zhidao式已達(dá)到產(chǎn)品應(yīng)用方面的精度要求。溫補(bǔ)晶振定義是將壓電石英晶體原有的物理特性(壓電效應(yīng)下頻率隨溫回度成三次曲線(xiàn)變化)通過(guò)外圍電路逆向改變使得石英晶體原有頻率隨溫答度的變化盡可能的變小的一種補(bǔ)償方式所做的石英晶體振蕩器

守時(shí)晶振恒溫晶振溫補(bǔ)晶振都屬于晶體振蕩器,都是有源晶振,所以組成的震蕩電路都需要電源加入才能工作。下面將簡(jiǎn)單介紹一下兩者的區(qū)別。恒溫晶體振蕩器簡(jiǎn)稱(chēng)恒溫晶振,英文簡(jiǎn)稱(chēng)為OCXO(OvenControlledCrystalOscillator)守時(shí)晶振

,是利用恒溫槽使晶體振蕩器中石英晶體諧振器的溫度保持恒定,將由周?chē)鷾囟茸兓鸬恼袷幤鬏敵鲱l率變化量削減到最小的晶體振蕩器。OCXO是由恒溫槽控制電路和振蕩器電路構(gòu)成的。通常人們是利用熱敏電阻“電橋“構(gòu)成的差動(dòng)串聯(lián)放大器,來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。TCXO晶振溫度穩(wěn)定性水平(從5ppm到50ppb)通常是必要的,因?yàn)檎袷幤鲗ⅹ?dú)立工作,無(wú)論是在沒(méi)有外部頻率參考的系統(tǒng)中的自由運(yùn)行模式,還是作為固定頻率參考TCXO在開(kāi)環(huán)中工作的合成器,用于驅(qū)動(dòng)DDS(直接數(shù)字合成),而DDS而不是TCXO被“鎖定”到外部參考.

守時(shí)晶振一個(gè)溫補(bǔ)晶振,可以通過(guò)測(cè)量溫度,然后自動(dòng)調(diào)整外部的匹配電容矩陣(改變接入的電容值)從而使頻率變得更準(zhǔn)確和穩(wěn)定。用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒p少頻率失真,因?yàn)檎袷幤鞴ぷ鲿r(shí)由于電阻的作用(晶體管或者集成電路都有內(nèi)阻)就會(huì)有溫升一、頻率穩(wěn)定性晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性,它是決定振蕩器價(jià)格的重要因素.穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價(jià)格亦愈高.工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40~+75℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣,倘若-30~+70℃已經(jīng)夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍.設(shè)計(jì)工程師要慎密決定特定應(yīng)用的實(shí)際需要,然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度.指標(biāo)過(guò)高意味著花錢(qián)愈多.晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素.根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響.晶體老化會(huì)使輸出頻率按照對(duì)數(shù)曲線(xiàn)發(fā)生變化,也就是說(shuō)在產(chǎn)品使用的第一年,這種現(xiàn)象才最為顯著.,溫度升高對(duì)半導(dǎo)體影響很大,會(huì)使半導(dǎo)體的工作點(diǎn)發(fā)生飄移從而導(dǎo)致振蕩頻率的變化,這些變化對(duì)使用者來(lái)說(shuō)影響很大如無(wú)線(xiàn)電通訊、本地時(shí)鐘(單片機(jī)或者電腦)要求頻率高度穩(wěn)定,所以開(kāi)發(fā)商生產(chǎn)出具有溫度補(bǔ)償性能的有源振蕩器,這些具有溫度補(bǔ)償?shù)木w振蕩器頻率變化非常低,可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作提供高穩(wěn)定性頻率基準(zhǔn)。

守時(shí)晶振3、由于石英晶振是被動(dòng)組件,它是由IC提供適當(dāng)?shù)募?lì)功率而正常工作的,因此,當(dāng)激勵(lì)功率過(guò)低時(shí),晶體不易起振,過(guò)高時(shí),便形成過(guò)激勵(lì),使石英芯片破損,引起停振守時(shí)晶振晶振在生產(chǎn)的過(guò)程中,十幾道工序,每一道工序都不可掉以輕心,重要的工序之一必不可少的當(dāng)然是焊接,大家應(yīng)該都知道,石英晶振焊接方法與其封裝有著密切的聯(lián)系,插件和貼片的焊接方式是不一樣。而貼片晶振分手工焊接和自動(dòng)焊接。插件晶振焊接也不是很復(fù)雜先用鑷子將晶振放在線(xiàn)路板上在用熱風(fēng)木倉(cāng)將焊錫融化這樣就可以了比較單一。貼片晶振手工焊接相對(duì)有些復(fù)雜。。所以,應(yīng)提供適當(dāng)?shù)募?lì)功率。另外,有功負(fù)載會(huì)消耗一定的功率,從而降低晶體Q值,從而使晶體的穩(wěn)定性下降,容易受周邊有源組件影響,處于不穩(wěn)定狀態(tài),出現(xiàn)時(shí)振時(shí)不振現(xiàn)象,所以,外加有功負(fù)載時(shí),應(yīng)匹配一個(gè)比較合適有功負(fù)載。
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