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晶振電路匹配及溫漂處理

來源:http://ljnshy.cn 作者:dgkjly 2014年06月25
  在電路中使用晶振時,估計很多工程師會有這樣的煩惱,一是晶振在電路中匹配不理想,影響使用效果。二是晶振的溫度漂移太大,甚至影響產品的性能。
  石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩定度的振蕩器,被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統中用于頻率發生器、為數據處理設備產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號。
  無源晶體的使用效果不僅取決于晶振本身的指標,還與振蕩電路的設計匹配關聯性極大,常有匹配不理想狀況。有源晶振是直接將晶體與鐘振IC“捆綁”封裝調試后,提供給用戶,避免了客戶端因晶體負載匹配不當,造成電路頻率漂移的麻煩。在電子產品中,成本問題肯定是生產商考慮的重要因素,同時對晶振的運用也會考慮到成本因素,因此有源晶體振蕩器(俗稱鐘振)比普通無源諧振器的價格高出5~10倍。從而更多地選擇使用無源晶振的晶體運用到電路中。只有在一些高端產品 如工控類、高速通信類產品比較青睞才使用有源晶振。便產生了以上常見問題。
  石英晶體俗稱水晶,成分為二氧化硅,具有“壓電效應”和極高的品質因數,應用于各種振蕩電路,其頻率穩定度一般可以達10-6~10-8數量級,甚至更高。但是它的頻率精度受到石英晶體自身所固有的兩個特性影響:頻率牽引量(TS)和溫漂。頻率牽引量是描述石英晶體頻率精度隨著負載電容變化而變化的物理量。單位為ppm/pF。
  溫漂是描述石英晶體頻率精度隨著溫度的變化而變化的物理量,為石英晶體所固有的特性,其頻率溫度曲線與石英晶片的切型和切角有關。從用戶使用角度講,用戶沒辦法改變晶片的切角切型,但很容易改變振蕩回流的負載,也正因此原因,客戶在使用晶體諧振器時,容易出現負載不匹配造成的頻率現象。
  鐘振之所以具有高精度和高穩定度,是因為在鐘振內部使用了專業振蕩IC,已經在未對鐘振封裝前通過對水晶片上的電極噴銀或者刻蝕等方式改變晶片厚度對晶體頻率進行微調,從而使振蕩電路輸出想要的目標頻率,避免了因負載不匹配造成的頻率漂移,提高了振蕩電路的精度。

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