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東莞高頻晶振設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2022-04-26   點(diǎn)擊量:383

晶振在生產(chǎn)的過程中,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。

高頻晶振恒溫晶振溫補(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)稱恒溫晶振,英文簡(jiǎn)稱為OCXO(OvenControlledCrystalOscillator)高頻晶振

,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,將由周圍溫度變化引起的振蕩器輸出頻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,來實(shí)現(xiàn)溫度控制。變?nèi)荻O管D兩端所加電壓(即補(bǔ)償電壓)由溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)輸出,溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)隨溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓,變?nèi)荻O管容量隨之改變,以抵消諧振器頻率隨溫度的變化,可使輸出頻率基本不變。從以上原理分析可得溫補(bǔ)晶振補(bǔ)償過程如下:

高頻晶振晶振在應(yīng)用具體起到的作用,微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類:基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器?;诰д衽c陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動(dòng),成本也比較低,但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,會(huì)在標(biāo)稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化后一種情況(TCXO是開環(huán),頻率在DDS設(shè)置)正變得越來越普遍,因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)使用DDS解決方案可以通過使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制TCXO來實(shí)現(xiàn)更好的頻率分辨率.由于轉(zhuǎn)向是在DDS而不是振蕩器中完成的,因此設(shè)計(jì)人員需要能夠?qū)潭ɑ鶞?zhǔn)的頻率如何隨溫度變化做出某些假設(shè),以便他們可以相應(yīng)地規(guī)劃鎖相環(huán)的設(shè)計(jì).由于靈活性,它們?cè)试STCXO用于許多頻率控制應(yīng)用,但一個(gè)重要領(lǐng)域是小型蜂窩基站(毫微微,微型和微微),通常它們被用作定時(shí)分配芯片的固定頻率源.。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時(shí),陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對(duì)放大器的選擇并不敏感,但在過驅(qū)動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可能損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有:電磁干擾(EMI)、機(jī)械震動(dòng)與沖擊、濕度和溫度。這些因素會(huì)增大輸出頻率的變化,增加不穩(wěn)定性,并且在有些情況下,還會(huì)造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木取?p style='text-align:center;'>

高頻晶振目前溫補(bǔ)晶振的技術(shù)水平的提高并沒進(jìn)入到極限,創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力仍較大。其中主要的有兩點(diǎn):一是小型化會(huì)使石英晶體振子的頻率可變幅度變小高頻晶振溫補(bǔ)晶振恒溫晶振,壓控晶振,普通鐘振,這些都是有源晶振,所以有源晶振肯定需要電源加入才能工作。恒溫晶振,由于晶體振蕩器的震蕩頻率會(huì)隨著溫度的變化而變化,故為了保持頻率的穩(wěn)定性,將晶振控制在一個(gè)恒定的溫度下工作以此來提高晶振的相頻特性。,溫度補(bǔ)償更加困難;二是片式封裝后在其接作業(yè)中,由于焊接溫度遠(yuǎn)高于溫補(bǔ)晶振的最大允許溫度,會(huì)使晶體振子的頻率發(fā)生變化,若不采限局部散熱降溫措施,難以將溫補(bǔ)晶振的頻率變化量控制在±0.5×10-6以下。
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