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更新時間:2023-01-30 09:57:38瀏覽次數(shù):320次
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在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中,石英晶體振蕩器的價值得到了更廣泛的體現(xiàn),同時也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>
晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性,它是決定振蕩器價格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價格亦愈高。工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40~ 75℃這個范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣,倘若-30~ 70℃已經(jīng)夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍。設(shè)計(jì)工程師要慎密決定特定應(yīng)用的實(shí)際需要,然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標(biāo)過高意味著花錢愈多。晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會使輸出頻率按照對數(shù)曲線發(fā)生變化,也就是說在產(chǎn)品使用的年,這種現(xiàn)象才為顯著。例如,使用10年以上的晶體,其老化速度大約是年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況,也可以采用調(diào)節(jié)的辦法解決,比如,可以在控制引腳上施加電壓(即增加電壓控制功能)等。
如何防止晶振出現(xiàn)不良現(xiàn)象,現(xiàn)在介紹嚴(yán)格按照技術(shù)要求的規(guī)定,對晶振組件進(jìn)行檢漏試驗(yàn)以檢查其密封性,具體如下:
1、壓封工序是將調(diào)好的諧振件在保護(hù)中與外殼封裝起來,以穩(wěn)定石英晶體諧振器的電氣性能。在此工序應(yīng)保持送料倉、壓封倉和出料倉干凈,壓封倉要連續(xù)沖,并在壓封過程中注意焊頭磨損情況及模具位置,電壓、氣壓和流量是否正常,否則及時處理。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為:無傷痕、毛刺、頂坑、彎腿,壓印對稱不可歪斜。
2、由于石英晶體是被動組件,它是由IC提供適當(dāng)?shù)募罟β识9ぷ鞯?,因此,?dāng)激勵功率過低時,石英晶振不易起振,過高時,便形成過激勵,使石英芯片破損,引起停振。所以,應(yīng)提供適當(dāng)?shù)募罟β?。另外,有功?fù)載會消耗一定的功率,從而降低晶體Q值,從而使晶體的穩(wěn)定性下降,容易受周邊有源組件影響,處于不穩(wěn)定狀態(tài),出現(xiàn)時振時不振現(xiàn)象,所以,外加有功負(fù)載時,應(yīng)匹配一個比較合適有功負(fù)載。
3、控制好剪腳和焊錫工序,并保證基座絕緣性能和引腳質(zhì)量,引腳鍍層光亮均勻無麻面,無變形、裂痕、變色、劃傷、污跡及鍍層剝落。為了更好地防止單漏,可以在晶體下加一個絕緣墊片。
4、當(dāng)晶體產(chǎn)生頻率漂移而且超出頻差范圍時,應(yīng)檢查是否匹配了合適的負(fù)載電容,可以通過調(diào)節(jié)晶體的負(fù)載電容來解決。
晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振,較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?,在這個極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。晶振有一個重要的參數(shù),那就是負(fù)載電容值,選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
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