温度对晶振频率的影响

事实上,温度对晶振正常工作时输出的频率精度影响较大。需要提及的是,我们通常所说的晶振精度,(又名调整频差(Frequency Tolerance))指的是晶振在工作环境温度为25℃的条件下,所输出的频率。石英晶体本身具有一个重要的特性—温漂。所有使用石英晶体做成的电子频率元器件,均有一定的温漂的特点。因此,在热冲击(快速加温或降温)的情况下,晶振频率会发生频率漂移现象,严重时会导致晶振直接不起振。

原因分析:

在晶片的切片环节,一般分为多种切型方式,如AT切、BT切、CT切、DT切等。不同的切型,所对应的频率温度曲线不一样。一般采用的是AT切模式,AT切晶体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,会出现两个”拐点”,即温漂又会反向回转。因此,控制好晶片的切割角度在一定公差范围内,就可以保证在这两个拐点时及温漂在-40℃~85℃区间时,晶振频偏不超过±30ppm,这需要晶振的生产工艺必须达标。

温度对晶振频率的影响

石英晶体谐振器的这种现象也有人称之为“热滞后”现象,这也是判定晶振好坏的一个指标。

鉴于温漂对于无源晶振精度的影响,对频率稳定性及精度有敏感要求的方案,晶诺威科技推荐措施如下:

1、 建议选择正规厂家晶振,并尝试采用宽温晶振。

2、 建议选择有源晶振(又称钟振)。和无源晶振比较,有源晶振(OSC)具备更高精度及稳定性。另外采用有源晶振还减少了繁琐的无源晶体负载电容匹配的过程。有源晶振已内置IC振荡电路,极大提高了频率的稳定性。

3、 若对频率稳定性有更高要求,推荐温补钟振(TCXO)。这款有源晶振是专门针对晶体的频率温度特性做了相应的补偿,频率精度TCXO可达到±0.5ppm。

温度对晶振频率的影响

我们不建议您在晶振规格书指定的温度范围之外使用晶振,因为极端温度可能导致晶振产生较大频率漂移。另一方面,也可能造成晶振起振困难,导致晶振在特定温度下直接停止振荡。

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