影响晶振频率稳定度(Frequency Stability)的因素有哪些?

影响晶振频率稳定度(Frequency Stability)的因素有哪些?

 Frequency Stability of Oscillators

频率稳定度”是用来定义振荡器在一个时间间隔内尽可能长时间保持单一固定频率的能力。

具体来讲,频率稳定度(Frequency Stability of Oscillators)一般是指超过额定温度范围的允许偏差(Typically -40° ~ +85°C)。需要提醒的是,在选择晶振时,“频率偏差”和“频率稳定度”是累加的,它们通常用百万分之几(PPM)表示。

需要指出的是,即使晶振的出厂设置为初始频率(规格书中所注明的电气参数),但在实际应用中也无法始终保持绝对的恒定。客观来说,晶振的频率稳定性一直处于变化状态,其变化要么呈现规律性,要么有时呈现不规律性。

在晶振的电路应用中,频率偏差是由于电路特征值(电路元件、晶振电气参数、电源电压、杂散电容、输出负载等)的变化引起的。振荡电路的每一个组成部分都有可能会影响到晶振的实际输出频率的稳定性和精准度。

影响晶振频率偏差(漂移)的其它因素如下:

晶振本身品质

作为提供频率的核心电子元件,在晶振选型或采购时,请严格按照芯片指定晶振参数选择合格晶振产品。晶振不合格,如DLD2不达标,气密性不合格等因素都将会直接导致晶振在高低温变化下的频率不稳定。

相关电子元件

如果电路中的其它电子元件未处于其额定的工作范围,则晶振的某些参数可能会遭受影响,从而影响其频率稳定性。所以类似电阻R、电感L、电容C等元件需要品质达标并正确使用,以保障晶振外围电路的稳定性。

机械振动

机械振动会给晶振正常工作带来隐患,建议通过将晶振电路与机械振动源隔离,避免干扰发生(如晶振电路要与步进马达隔离)。

电源电压

导致频率偏差因素之一是电源(施加到有源器件的工作电压)的变化,然而这个问题可以通过使用稳压电源来克服。由于变压器的作用,耦合到振荡电路的负载的任何变化都可能导致电路中有效电阻的变化,从而导致频率的漂移。

电路板的温度变化

当电路长时间工作时,热量开始积聚。结果表明:电阻R、电感L、电容C等元件的电气参数会随温度的变化而变化,导致晶振频率稳定度受到影响。电阻R、电感L、电容C的变化缓慢,晶振频率变化也会很慢。

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