晶振电气参数有哪些?

应用指南

晶振分为无源晶振和有源晶振两大类:

一、无源晶振(晶体谐振器)电气参数:

晶振电气参数有哪些?

需求方提出的基本参数要求:

  • 标称频率:Frequency
  • 负载电容:CL
  • 等效阻抗:Rr (ohms)
  • 频率温度特性:TC (Relative to 25℃)
  • 其它要求:工作温度范围、C0、C1等

需要由供方控制的参数:

  • 频率精度:FL or FR(ppm)
  • 等效电阻:Rr (ohms)
  • 静态电容:C0 (pF)
  • 动态电容:C1 (fF)
  • 等效电感:L (mH)
  • 品质因数:Q(k)
  • 牵引能力:TS (ppm /pF)
  • 驱动功率依赖性:DLD
  • 頻率温度特性:TC (Relative to to 25℃)

晶振电气参数有哪些?

那么如何对晶振的参数进行测量呢?

通常可用阻抗计测量,或者网络分析仪测量:

1、阻抗计测量:

将谐振器作為振荡器的一部分,利用比较替代的方法进行测量。

测量标准:主动法IEC-302。测量精度:±5ppm。

典型设备: S&A 100HF

2、网络分析仪测量:

将谐振器使用Π电阻网络匹配接入网络分析仪,通过频率相位、幅值分析测量。

测量标准:被动法IEC600444。测量精度:±2ppm。

典型设备:S&A 250B ; KH1240

二、有源晶振(晶体振荡器)电气参数:

晶振电气参数有哪些?

1、常温频率偏差(Frequency Tolerance)

晶体振荡器(基准条件下)输出频率与标准频率的偏差。如±25PPM……

2、频率温度偏差(Frequency Stability)

晶体振荡器在工作温度内频率的变化。如±25PPM、±30PPM..

晶振电气参数有哪些?

3、频率总偏差(Overall Stability)

在规定的工作条件范围内允许的频率偏差。频率总偏差包括频率偏差,频率温度偏差,电压频率变化,负载变化,老化等。

  • 频率稳定度要求±20ppm或以上的应用,晶体振荡器;
  • 频率稳定度要求±0.5~±10ppm的应用,TCXO;
  • 频率稳定度要求±1ppm或以下的应用,OCXO。

4、电源和输出负载

晶体振荡器的频率受电源电压变动,和负载变动的影响。

额定电压有:3.3V±10%、5V±10%、1.8V±5%、2.8V±5%等,CMOS输出额定的负载(OUTPUT LOAD)为15pF,其它负载需要定制,如30pF。

5、输出波形

晶体振荡器有CMOS、TTL、PECL、LVPECL、 LVDS、HCSL

测量仪器包含频率计,示波器等。

晶振的工作原理是什么?

晶振具有压电效应,即在晶片两极外加电压后晶体会产生变形,反过来如外力使晶片变形,则两极上金属片又会产生电压。如果给晶片加上适当的交变电压,晶片就会产生谐振(谐振频率与石英斜面倾角等有关系,且频率一定)。晶振利用一种能把电能和机械能相互转化的晶体,在共振的状态下工作可以提供稳定、精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达10ppm。利用该特性,晶振可以提供较稳定的脉冲,广泛应用于微芯片的时钟电路里。晶片多为石英半导体材料,外壳用金属封装。

晶振常与主板、蓝牙、声卡等电路连接使用。晶振常被称作芯片的“心脏”,如果主卡的“心脏”出现问题,必定会使其他各电路出现故障。

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