常见晶振封装类型有哪些?

晶振知识

常见晶振封装类型有哪些?

晶振是一种应用于PCBA上的极为常见的电子频率元器件,它的作用是为单片机提供稳定及精准的频率信号,使程序依据时序逻辑完成各种复杂指令。晶振被广泛地应用于几乎所有电子设备中,如:网络基站、智能手机、智能穿戴、汽车电子、GPS卫星导航、安防监控,智能家居、人工智能等。

一个数字电路就像一个城市的交通,晶振的作用就是十字路口的信号灯晶振的作用就是十字路口的信号灯,因此晶振的品质及其电路应用尤其关键。数字电路又像生命体,它的运行就像人身体里的血液流通,它不是由单一的某个器件或器件单元构成,而是由多个器件及程序彼此配合、协调,共同完成良性的运转。

常见晶振封装类型有哪些?

现在将晶诺威科技产常见晶振封装和尺寸归纳如下:

晶振封装一般分为两种:插件晶振(DIP)和贴片晶振(SMD)。

插件晶振(DIP)常见封装如下:

HC-49S晶振封装尺寸(mm):10.5×3.5 x 3.8

HC-49U晶振封装尺寸(mm):11.05 x 4.65 x 13.46

HC-49SMD晶振封装尺寸(mm):13 x 4.8 x 4

圆柱晶振封装尺寸(mm):2 x 6/3 x 8

UM-1/UM-5晶振封装尺寸(mm):7.8 x 3.2 x 6.9

PXO DIP8晶振封装尺寸(mm):12.7 x 12.7 x 5.4

PXO DIP14晶振封装尺寸(mm):20.4x 12.8 x 5.3

如下图所示:

常见晶振封装类型有哪些?

贴片晶振(SMD)常见封装如下:

SMD1612封装 尺寸(mm):1.6 x 1.2

SMD2016封装尺寸(mm):2.0 x 1.6

SMD2520封装尺寸(mm):2.5 x 2.0

SMD3225封装尺寸(mm):3.2 x 2.5

SMD5032封装尺寸(mm):5.0 x 3.2

SMD6035封装尺寸(mm):6.0 x 3.5

SMD7050封装尺寸(mm):7.0 x 5.0

该贴片晶振封装都是属于表面贴装式,专门为SMT贴片厂自动贴片使用。如下图所示:

常见晶振封装类型有哪些?

以上总结的两大系列都是常见的晶振封装。 与插件晶振相比,贴片晶振在市场占据的优势较大,其优点是贴片晶振高稳定,高精度、体积更小更薄,不但可以有效节省PCB板上的有限空间,在焊接方式上,也极大减少了手焊带来的日益增长的人工成本。

在价格上,贴片晶振比插件晶振的更高,但在性能上具有明显优势,比如在稳定性及精度方面,以及其它重要电气参数如电阻、 SPDB、DLD2及TS值等方面,贴片晶振也表现的相对良好很多。晶诺威科技是一家二十余年集晶振研发与制造为一体的晶振厂家,生产各种SMD、DIP系列石英晶体谐振器和石英晶体振荡器等频率控制元件。

常见晶振封装类型有哪些?

(晶诺威科技工厂贴片晶振SMD2016产线:编带作业中)

附:晶振知识

1、 标称频率

标称频率指的是在正常匹配的振荡电路下,晶振中的石英晶片振动的频次,表示为MHz或KHz。例如:石英晶片在1秒内振动了一百万次,那么该频率为1MHz。

2、 调整频差

指晶振在常温(25℃)下,实际输出频率与标称频率之间允许的最大偏差。晶振在标准温度下的频率误差范围。这个误差通常用ppm(百万分之一)来表示。例如:标称频率为10MHz的晶振,如果调整频差为±10ppm,实际频率可能在9.9999MHz到10.0001MHz之间波动。调整频差越小,晶振的频率精度越高。

3、 温度频差

指晶振在工作温度范围内,实际输出频率与标称频率之间允许的最大偏差。晶振在不同温度下工作时,频率可能会因为温度变化而产生一定的波动。这个偏差通常也用ppm(百万分之一)来表示。例如:晶振的温度频差为±20ppm,规定的温度范围内,实际频率可能会比标称频率高或低最多20ppm。温度频差越小,晶振的频率稳定性越好,受温度变化的影响越小。

4、 工作温度范围

工作温度范围是晶振能正常工作的温度区间,在这个范围内晶振的频率偏差和其它性能都能保持正常。比如,晶振的工作温度范围是-40℃到+85℃,在这个区间内就能稳定运行。超出这个范围,频率稳定度将无法保障。工作温度范围越宽,晶振就越能适应不同的温度环境。

5、 储存温度范围

指晶振在不工作(没通电)时,能安全存放的温度范围,一个晶振的储存温度范围是-55℃到+125℃。但如果超出这个范围长期存储,晶振电气性能可能会变差。储存温度范围一般比工作温度范围更宽,是为了让晶振在运输或存放时更安全。

6、 负载电容

负载电容是指与晶振串联的外部电容,它会直接影响晶振的谐振频率。负载电容是由外部电容和电路中的杂散电容共同决定的。负载电容就像是晶振的“调频器”——当负载电容发生变化时,晶振的输出频率也会随之改变。

常见的负载电容值有:6pF、8pF、9pF、10pF、12pF、12.5pF、15pF、18pF、20pF等。不同的负载电容值适用于不同的电路设计需求。

负载电容的计算公式为:CL = (Cg × Cd) / (Cg + Cd) + Cs。

· Cg 和 Cd 是晶振两个引脚上连接的外部电容值。

· Cs 是电路中的杂散电容,通常为3pF~5pF。

7、 静态电容

指晶振内部石英芯片与两个电极之间形成的电容,还有一小部分电容来自石英芯片与连接线之间的导电材料,以及晶振封装外壳的电容。

8、 切割方式

不同应用场景和工作温度的需求,石英晶体会按照特定的角度进行切割,形成不同的切割方式。切割类型包括:AT切、BT切、CT切、SC切、DT切、NT切、GT切等。每种切割方式的角度不同,会影响晶体的弹性常数、压电常数和介电常数,进而影响其频率特性和温度稳定性。切割角度决定了晶振的振动模式和温频特性。石英晶体有结晶轴,切割时沿垂直于结晶轴的特定角度进行。

9、 振动模式

不同的石英切割角度及不同电极形状的电场效应,石英芯片展现了各种不同的振动模式,以经常产生的振动模式可以分为弯曲模式,伸缩模式,面切变模式和厚度切变振动模式。

10、 等效电阻

等效电阻(ESR,Rr,R1),又称谐振电阻。在规定条件下,石英晶体谐振器不串联负载电容在谐振频率时的电阻。

11、 激励功率/驱动电平

晶体工作时所消耗功率的表征值,AT切晶体激励电平的增大,其频率变化是正的。激励电平过高会引起非线性效应,导致可能出现寄生振荡,严重热频漂,过应力频漂及电阻突变。当激励电平过低时则会造成起振困难及/或输出频率不稳定等不良现象。

12、 激励电平相关性

又称激励电平依赖性,为晶体元件谐振电阻随激励电平条件变化的效应。当加在晶体元件上的激励电平改变时,其谐振电阻也随之变化,该变化在一般情况下有一定规律,可用两个激励电平所对应的两个电阻之比表示,其表达式为:DLD=Rr1/Rr2(Rr1-为较低激励电平时的电阻,Rr2-为较高激励电平时的电阻)。

13、 绝缘电阻

指晶振的各个引脚之间,或者引脚与外壳之间的电阻值。简单来说,它反映了晶振内部绝缘性能的好坏。绝缘电阻越大,说明晶振的绝缘性能越好,漏电流越小,能够有效防止信号干扰和电气短路。

14、 基频

晶振在最低阶振动模式下产生的频率,也就是它的“主振动频率”。基频是晶振最基础、最主要的振动频率,其他振动模式(如泛音)都是基于基频的倍数或衍生。基频决定了晶振的核心工作频率。

15、 泛音

泛音是晶振机械振动中产生的高阶谐波频率。接近基频整数倍(如3倍、5倍、7倍、9倍)等,但并不完全相等。例如:3次泛音的频率接近基频的3倍,但会略低一些。泛音的存在使得晶振能够在更高的频率下工作。

16、 等效电路

石英晶体谐振器的振动实质上是一种机械振动,可以被一个具有电子转换性能的两端网络测出。这个回路包括L1、C1,同时C0作为一个石英晶体的绝缘体的电容被并入回路,与弹性振动有关的阻抗R1是在谐振频率时石英晶体谐振器的谐振阻抗。

17、 负性阻抗

负性阻抗是指从石英晶振的两个引脚向振荡电路看过去时,电路在振荡频率下的阻抗特性。它不是晶振本身的参数,而是振荡电路的重要特性。为了提高电路的起振能力,需要增大电路中的负性阻抗。如果负性阻抗不足,电路可能难以起振。通常,负性阻抗的值应达到晶振谐振阻抗的5~10倍,以确保电路稳定工作。

18、 年老化率

以年为衡量单位,在规定条件下,晶体工作频率随时间而允许的相对变化。频率变化最大是在晶体频率组件生产完后的第一个月,之后频率随时间的变化就会减少。导致此老化的原因很多,如:密封特性和完整性、制造工艺、材料类型、工作温度和频率。

常见晶振频率和应用范围

晶振的分类:

1、插件晶振系列:49U、49S、49SS、49SMD 、49SSMD、UM-1、UM-5

2、音叉型晶体系列:3*8圆柱、2*6圆柱、1*5圆柱、SMD3068、SMD7015、SMD3215、SMD2012、SMD1610

3、贴片晶振系列: SMD7050、SMD5032、SMD3225、SMD2520、SMD2016、SMD1612

4、晶体振荡器 :全尺寸(半尺寸)钟振、金属封装贴片(OSC7050、OSC5032、OSC3225、OSC2520)、VCXO(压控钟振/压控晶体振荡器)、TCXO(温控补偿钟振/温补晶体振荡器)、VC-TCXO(压控温补钟振/压控温补晶体振荡器)、OCXO(恒温控制钟振/恒温晶体振荡器)

常见晶振应用范围:

一、电脑周边电子配件

1、主板主要用到的频率:14.318MHz、24576MHz、25MHz、27MHz、32.768KHz

2、显示器主要用到的频率:8MHz、14.31818MHz、12.000MHz、24.000MHz、28.224MHz

3、硬盘主要用到的频率:23.040MHz、28.224MHz

4、光驱主要用到的频率:33.8688MHz、16.9344MHz、18.432MHz

5、键盘主要用到的频率:6.000MHz

6、鼠标主要用到的频率:6.000MHz、12.000MHz、24.000MHz

7、摄像头主要用到的频率:12.000MHz

8、蓝牙主要用到的频率:16.000MHz

9、无线WIFI 主要用到的频率:25.000MHz、2.5G/3G(40.000MHz、44.000MHz)网络传输

10、ADSL 主要用到的频率:12.288MHz、35.328MHz、50.000MHz 而且包括VOIP/储存/显示/图象处理/网络等等

二、应用通讯方面

1、固定电话主要用到的频率为:3.579545MHz

2、无绳电话主要用到的频率为:10.250MHz、10.245MHz、10.240MHz、10.100MHz,13.824MHz、32.768KHz

3、小灵通主要用到的频率:19.2MHz

4、手机MTK 方案TCXO 主要用到的频率为:27.000MHz、24.000MHz、26.000MHz

5、无线蓝牙、GPS、RF(2.4G)汽车倒车雷达、导航主要用到的频率为:16.000MHz、12.000MHz、 26.000MHz

6、对讲机主要用到的频率为:21.400MHz、21.7000MHz

三、消费类电子

1、电视主要用到的频率为:4.433619MHz、3.579545MHz、12.000MHz。 DVD:16.9344MHz、27.000MHz。 功放:4.500MHz、7.200MHz、12.288MHz。 音响:4.500MHz、7.200MHz。 机顶盒:27.000MHz、13.500MHz、54.000MHz。 遥控器:455E、4.000MHz、32.768KHz。

2、空调主要用到的频率为:4.194304MHz、4.000MHz。

3、小家电(厨房类等):4.000KHz、6.000MHz、4.19430MHz、32.768KHz

4、玩具游戏类(遥控)/游戏机主要用到的频率为:6.000MHz、27.145MHz、27.125MHz、49.860MHz、12.000MHz、24.000MHz、10.000MHz、8.000MHz、48.000MHz

5、PMP、MP4 主要用到的频率为:27.000MHz、12.000MHz、24.576MHz

6、照相机、摄像机主要用到的频率为:27.000MHz、54.000MHz、36.000MHz

四、工业自动化、智能化、工业控制

1、银行金融系统/加密狗/税控系统/远程抄表系统/测试仪器/超声波主要用到的频率为: 50.000MHz、3.579545MHz、48.000MHz、4.000MHz、12.000MHz、50.000MHz、10.000MHz、 8.000MHz、6.000MHz

2、安防类主要用到的频率为:13.560MHz、24.000MHz、12.270MHz

3、医疗仪器:仪器仪表、千分尺、卡尺、深测等

4、汽车电子:油控系统/遥控/GPS/倒车雷达/测试胎压/车载音响等 同时还应用到门禁系统、可视电话/对讲门、小区智能化控制系统、保健功能产品(血压计、电子秤、按摩仪等)

电话:0755-23068369