高低温下晶振不起振原因分析

针对高低温下晶振不起振原因分析如下:

石英晶体的温漂特性

晶振温漂:晶振频率随着外界温度变化而随之变化的现象就是温漂。

晶振为何会出现温漂现象?石英晶体的成分为二氧化硅,具有”压电效应”和极高的品质因数(Q值),因此被应用于各种振荡电路,晶诺威科技生产的晶振频率稳定度可以达到调整频差:±10ppm(25℃)及±15ppm(工作温度:-40℃~+85℃)。

石英晶体的温度曲线

高低温下晶振不起振原因分析

晶振的频率精度受到石英晶体自身所固有的两个特性影响:频率牵引量(TS)和温漂。频率牵引量是描述石英晶体频率精度随着负载电容变化而变化的物理量,单位为PPM/PF。温漂是描述晶体频率精度随着温度的变化而变化的物理量,为石英晶体所固有的特性,其频率温度曲线与石英晶片的切型和切角有关。

目前主流切型为AT切,已经最大程度消减了温漂影响。AT切晶振频率温度曲线为三次曲线,呈躺着的”S”型曲线,随着温度的变化,温漂呈”S”型轨迹变化,大致在-10℃和+60℃时,有两个”拐点”,即温漂又会反方向拐回来。

设备产品工作环境对晶振的需求存在差异:

常规工作温度范围(单位:℃) :-20-~+70

工业级宽温工作范围(单位:℃): -40~+85

如果所选晶振在工作范围无法达到实际要求,就有可能造成高低温下晶振输出频率超差、起振慢,甚至停振,导致芯片无法铺捉到时钟信号。

石英晶片的切割工艺对晶振温漂的影响

高低温下晶振不起振原因分析

如上文所述:温漂是为石英晶体所固有的特性,其频率温度曲线与石英晶片的切型和切角有关。目前主流切型为AT切,已经最大程度消减了温漂影响。晶诺威科技在石英晶片切割工艺上的研发已经实现工业级标准,为晶振在温度为-40~+85的较宽范围的实际应用中,频率精度及稳定性方面提供了有力保障,可以达到±15ppm~±20ppm。而军工级温度范围-55℃到105℃~125℃,晶振温度频差为±30到±50ppm。

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