《石英晶体应用(DOC).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石英晶体应用(DOC).doc（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、石英晶体的应用(DOC)石英晶体的应用一.石英晶体元器件的分类和有关术语石英晶体元器件一般分为三大类，即石英晶体谐振器，石英晶体振荡器和石英晶体滤波器。11石英晶体谐振器有关的术语/标称频次串连谐振频次(Fs)并联谐振频次(Fp)负载频次(FL)负载电容(CL)静电容(C0)动电容(C1)动向电感(L1)动向电阻(R1)频次精度等效电阻(ESR)频次温度特征室温频次误差频次/负载牵引系数(Ts)老化率Q值激励功率（电平）激励功率依靠性(DLD)温度频次误差工作温度范围泛音寄生响应晶体元件规范指定的频次等效电路中串连电路的谐振频次等效电路中并联电路的谐振频次晶体带负载时的频次与谐振器结合决定工作
2、频次的有效外界电容等效电路中与串连臂并联的电容等效电路中串连臂中的电容等效电路中串连臂中的电感等效电路中串连臂中的电阻工作频次与标称频次的误差谐振器与规定的负载电容串连的总阻抗频次随温度变化的特征谐振器在室温下频次的误差负载电容对频次影响的能力晶体频次随时间的漂移晶体的质量因数谐振器工作时耗费的功率谐振器在不一样激励功率下参数的特征频次随温度变化与标称频次的误差谐振器规定的工作温度范围晶体的机械谐波晶体除主响应(主频次)外的其余频次的响应12石英晶体振荡器石英晶体振荡器是目前精准度和稳固度最高的振荡器。石英晶体振荡器是由质量要素极高的谐振器（石英晶体振子）和振荡电路构成。晶体的质量、切割取向、
3、晶体振子构造及电路形式等要素共同决定了振荡器的性能。有关术语标称频次晶体元件规范指定的频次频次温度特征振荡频次随温度变化而改变的特征长久频次稳固度振荡器长时间工作频次的稳固性短期频次稳固度振荡器短时间工作频次的稳固性温度频次误差振荡频次随温度的误差室温频次误差在室温时振荡频次的误差起振时间振荡输出达到规定值的时间上涨时间(方波输出）方波输出时波形从10%到90%所需的时间降落时间(方波输出）方波输出时波形从90%到10%所需的时间占空比(方波输出)频次精度耗费电流相位噪声最大电压（方波输出）最小电压（方波输出）基准温度初始精度频次电压允差频次负载允差谐波与副谐波失真杂波响应耐过压能力峰-峰值（
4、Vpp）负性阻抗方波输出时正脉冲宽度占周期的百分比振荡频次相对标称频次的精准程度振荡器工作时耗费的电流信号中相位的随机变化量振荡器输出电压最大值振荡器输出电压最小值振荡器在规定基准温度下的振荡频次的精度依据输入电压的最大，最小和标称值来确立依据负载的最大，最小和标称负载来确立谐波和副谐波响应的程度规定带宽内与杂波输出有关的非谐波响应振荡器经受120规定电源电压的最大的过压能力输出电压最大与最小的差值晶体串连电阻,使振荡器从振到不振时的阻值目前石英晶体振荡器的发展，不单表此刻系列品种的增添和市场需求量的增添方面，且表此刻产品技术创新上。技术方面主要有以下几点：a小型化、薄型化和片式化而为知足以挪
5、动电话为代表的便携式产品轻、薄、短、小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳向覆塑料金属和陶瓷封装转变，最近几年来TCXO器件均匀减小了30多倍，有的近100倍。采纳SMD封装的TCXO的厚度不足2mm，53mm尺寸的器件已经上市。在几种主要种类的石英晶体振荡器中，TCXO的体积减小最明显，其次是VCXO。石英晶体振荡器体积的进一步减小，使得晶体振子的频次可变范围变小，并使温度赔偿困难化。同时，片式封装的回流焊作业起码要在240下向来连续约10秒钟，如不采纳局部散热举措，6很难使石英晶体振子的频次偏移量控制在0510范围内，需要说明的是：此类器件远未进入微型化的极限，体积的进一步减小仍
6、有必定的余量。b高精度与高稳固化挪动通信技术的发展之所以能使石英晶体振荡器焕发出勃勃活力，重点在于其拥有很高的频次精度和稳固度，目前即便是无赔偿式的晶体振荡器，其总精度也能达到25ppm。在TCXO、VCXO和OCXO三种种类的器件中，OCXO的频次稳固度最高，而VCXO的频次稳固度则相对稍许逊色一些。在070范围内，VCXO的频次稳固度一般为20100ppm，而OCXO在这一温度范围内的频次稳固度一般为000015ppm。VCXO主流产品的频次稳固度大多控制在25ppm以下，频次调整范围可达25100ppm，老化率低于2ppm年。目前，OCXO产品的一般水平是：频次稳固度在0001ppm（2
7、060），年迈化率低于005ppm。虽然OCXO体积较大，但在精细频次计数器、频谱及网络剖析仪、基站及导航等领域中仍被宽泛应用。c低噪声，高频化在全世界定位系统（GPS）中是不一样意频次发抖的，相位噪声则是表征振荡器频次发抖的一个重要参数。对OCXO器件来说，GPS系统常常要求其拥有较高的克制相位噪声的能力。这使得OCXO主流产品的相位噪声性能有了很大改良。目前除VCXO外，其余种类的晶体振荡器的最高输出频次一般可是200MHz。目前，提升VCXO振荡频次主要依靠石英晶体SAW谐振器、变容二极管、串连电感器及放大器构成的压控SAW振荡器（VCSO）来达成。在GSM和PDC等挪动电话全部的振荡器
8、中，频次较高的是UCV4系列压控振荡器（VCO），其频次荡围为6501700MHz，电源电压为2233V，工作电流为810mA。d低功耗，启动快不一样种类的石英晶体振荡器的工作电压不一样，但应尽可能的采纳低电平动和低电流耗费已成为一个趋向，目前好多TCXO和VCXO33V的电源电压。产品的电流消耗不超出2mA。石英晶体振荡器在迅速启动技术方面也获得了打破性进展。企业生产的VCXO石英晶体振荡器在01ppm规定值范围内，其频次稳准时间小于4ms。在1ms之内输出振荡信号的振幅可达到额定值的90。有些TCXO，在振荡启动4ms后，其幅值可达到额定值的90。OCXO等产品则可在5分种的预热时间内达到
9、001ppm的稳固度。别的，目前绝大多半石英晶体振荡器的输出逻辑与TTL、高速CMOS（HCMOS）或TTLHCMOS兼容，因此提升了器件的适应性和设计的灵巧性。(ECL/PECL高速接口方面知识有供参照资料)应用指南依据晶振的不一样使用要求及特色，往常分为以下几类：一般晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。安装晶振时，应依据其引脚功能表记与应用电路应连结，防止电源引线与输出引脚相接输出。在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其正确度的纹波含量，沟通电压应无瞬变过程。测试仪器应有足够的精度，连线合理部署，将测试及外头电路对晶振指标的影响降至最低。1.2.1、一般晶振（PXO）：是一种没有采纳
10、温度赔偿举措的晶体振荡器，围内，晶振的频次稳固度取决于其内部所用晶体的性能，频次稳固度在10-5在整个温度范量级，一般用于一般场所作为本振源或中间信号，是晶振中最低价的产品。1.2.2、温补晶振（TCXO）：是在晶振内部采纳了对晶体频次温度特征进行赔偿，以达到在宽温温度范围内知足稳固度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采纳热敏赔偿网络。赔偿后频次稳固度在10-710-6量级，因为其优秀的开机特征、优胜的性能价钱比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面长处，因此获行了宽泛应用。1.2.3、压控晶振（VCXO）：是一种可经过调整外加电压使晶振输出频次随之改变的晶体振荡器，主要用于锁相环路或频次
11、微调。压控晶振的频次控制范围及线性度主要取决于电路所用变容二极管及晶体参数二者的组合。1.2.4、恒温晶振（OCXO）：采纳精细控温，使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。中精度产品频次稳固度为10-710-8，高精度产品频次稳固度在10-9量级以上。主要用作频次源或标准信号源13石英晶体滤波器单片晶体滤波器（MCF）是在石英基片表面配置若干金属电极而构成的带通和带阻滤波器。它利用压电效应的能陷理论来选择电极振子的几何尺寸、返回频次和电极振子间矩，以控制超声波的声学耦合，进而达到滤波的目的。其特色是频次选择度十分峻峭、消耗低、稳固性好、阻带衰减高，现已在挪动通信设施中大批使用，是必
12、不行少的初级中频滤波器，对提升整机敏捷度和抗扰乱能力拥有重要作用。外国MCF产品适用化水平为：中心频次为几MHz150MHz，带宽000101，频道间隔12525kHz，最小封装尺寸为8832mm，重量为04g。MCF目前的发展方向集中在开发新式压电资料、扩展带宽、减少带内延时颠簸、增大带外衰减、扩大和提升中频点和线性度并使封装尺寸进一步小型化和片式化。有关术语1.3.1、插入消耗：直接传递给负载阻抗的功率（P0）和插入滤波器后传递给负载阻抗的功率（P1）之比的对数值。往常用分贝（dB）为单位进行胸怀，表示为1.3.2、通带颠簸：通带内衰耗的最大峰值与最小谷值之差。1.3.3、通带宽度；指相对
13、衰耗小于和等于某一规定值时的频次宽度（如3dB、6dB等）1.3.4、阻带衰耗：指整个阻带内的最小衰耗值。1.3.5、阻带宽度：相对衰耗等于和大于某规定值时的频带宽度（如80dB等）。10lg（P0/P1）。1dB、2dB、40dB、50dB、60dB、1.3.6、般配阻抗：滤波器技术条件中要求的端接般配阻抗值。性能优秀的滤波器在与其端接的电路阻抗不般配时，滤波特征会变差，惹起通带颠簸增大，插损增添。当外电路阻抗低于滤波器特征阻抗时，中心频次将下移，反之上移。应用指南石英晶体滤波器依据其构造不一样分为集成式单片滤波器和分别式滤波器。集成式滤波器构造简单、体积小、价钱低，但其带宽和频次遇到限制，分别式滤波器则能够填补集成式滤波器的不足，使可实现的频次和带宽得以拓展。数字通信技术的发展，对晶体滤波器的群延时特征及互调失真指标提出要求，而分别式滤波器能
