(Crystal: AT-cut, Working temperature: -40~+85℃)
晶体的温度系数指的是什么?越小越好吗?
答:晶体的温度系数(Temperature Coefficient)是指晶体的频率随温度变化的比率,通常用ppm/°C(百万分之一每摄氏度)表示。它是衡量晶体振荡器频率稳定性的重要参数之一。晶体的温度系数越小,说明晶体的输出频率随温度变化的变化量越小。
普通晶体的温度系数较大,而 TCXO 和 OCXO 通过补偿技术显著降低了温度系数的影响。在实际应用中,需根据工作温度范围和频率稳定性要求选择合适的晶体类型。
1、 温度系数的定义
温度系数描述了晶体频率随温度变化的敏感程度。
公式表示为:
其中:
– △f是频率变化量,
– f0 是标称频率,
-△T 是温度变化量。
2、 晶体温度曲线的特点
晶体(AT切)的频率与温度的关系通常呈三次曲线(抛物线形状),称为晶体的温度-频率特性曲线。在常温(25°C 左右)附近,频率变化较小;在高温或低温时,频率变化较大。曲线的顶点称为拐点温度(Turnover Temperature),在此温度下,频率对温度的变化最小。
3、 影响温度系数的因素:
晶体切割方式:AT 切割:常用于普通晶振,温度系数较大。SC 切割:温度系数较小,适合高稳定性应用。
工作温度范围:温度范围越宽,温度系数的影响越明显。
封装和材料:封装材料和工艺会影响晶体的热传导和热稳定性。
4、 如何降低温度系数的影响?
使用 温补晶振(TCXO)或 恒温晶振(OCXO)。
选择适合工作温度范围的晶体。
优化电路设计,减少外部温度对晶体的影响。
在高温或低温环境下,采取温度补偿措施。
5、 实际应用中的注意事项
在宽温度范围的应用中(如工业或汽车电子),需选择温度系数较小的晶体。对于高精度应用(如通信、导航),需使用 TCXO 或 OCXO 来保证频率稳定性。在设计时,需考虑晶体的温度曲线,确保在工作温度范围内频率变化在允许范围内。
附:XY切音叉晶体温度系数