晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率

晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率

激励功率(激励电平)的大小直接影响石英谐振器(晶体/晶体谐振器)的性能,一般电流取值在范围在70μA~100μA为佳;用激励功率表示时,一般取值范围在10μW~100μW为最佳。

晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率

电路设计时,一定要严格控制石英谐振器在规定的激励功率下工作,以便充分发挥石英谐振器的正常性能。激励电流测试位置如下:

晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率

拓展阅读:石英晶体激励功率过大的危害

石英晶体如果被过大的功率驱动,就像人一直超负荷工作一样,会从内到外产生一系列问题,轻则性能下降,重则直接报废。

具体来说,激励功率过大会带来以下几个层面的危害:

1、 核心损害:物理结构受损

这是最直接也是最严重的危害。过大的激励功率会使石英晶片的机械振动过于剧烈。

晶片振裂:当振动的强度超过晶片的弹性极限时,会导致石英晶片直接振碎。晶片都碎了,晶体自然也就彻底损坏、无法工作了。

内部连接损坏:剧烈的振动还可能使固定晶片和基座的导电胶发生断裂。这会造成内部电路断路,晶体同样会停振。

2、 性能劣化:频率偏移与不稳定

在晶体被彻底损坏之前,其性能已经开始恶化。

永久性频偏:过强的振动可能导致石英晶格发生不可逆的位移,即使停止过驱动,晶体的输出频率也会永久性地偏离标称值。

短期频率波动:过大的功率会使晶片振动区域的温度升高,导致频率稳定度下降,出现短期内的频率漂移。

等效电阻增加:过大的激励会激起晶片不必要的寄生振动,导致其等效电阻变大。这会使得晶振的启动变得更加困难,甚至起振不稳。

3、 长期危害:加速老化

即使过大的功率没有立刻造成损坏,它也会对晶体造成“内伤”。过高的激励会使晶体内部温度升高,这会显著加速晶体的老化效应。老化的直接表现就是,晶体的频率会随着使用时间的推移而发生更快的漂移,大大缩短了其有效使用寿命。

如何应对?

正因为危害如此严重,在电路设计中必须严格控制激励功率。

晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率遵守规格:确保流过晶体的激励功率(通常在100μW以下)不超过数据手册中的额定值。

晶体谐振器/无源晶振工作电流及激励功率电路调整:如果实测功率过大,可以通过适当调整振荡电路中的限流电阻(如串联电阻Rd)来降低激励电平。

简单来说,激励功率过大,会让晶体从“频率指挥官”变成一个“失控的运动员”,不仅动作变形(频率不稳),还可能拉伤自己(加速老化),甚至直接骨折(物理损坏)。

电话:0755-23068369