设计考虑事项:1、使晶振、外部电容器(如果有)与IC之间的信号线尽可能保持短。当非常低的电流通过IC晶振振荡器时,如果线路太长,会使它对EMC、ESD与串扰产生非常敏感的影响。而且长线路还会给振荡器增加寄生电容。2、尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。3、当心晶振和地的走线4、将晶振外壳接地如果实际的负载电容配置不当,会引起线路参考频率的误差。另外如在发射接收电路上会使晶振的振荡幅度下降(不在峰点),影响混频信号的信号强度与信噪。当波形出现削峰,畸变时,可增加负载电阻调整(几十K到几百K).要稳定波形是并联一个1M左右的反馈电阻。TCXO 及TSX订单增长,国产替代空间巨大。河北振荡器晶振
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号,这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。电子元器件的小型化趋势,有力促进了当下社会的发展进步,电子元器件越小,为主板节约的空间越大,因此,有人异想天开,如果能将晶振电路封装到IC芯片(如时钟芯片)内部将是多么wan美,就如同有源晶振在无源晶振的基础内置振动芯片,就无需外部的电容电阻等元器件了。但实际出于各种原因,晶振并没有内置到IC芯片中。这究竟是为什么呢?原因1、早些年,芯片的生产制作工艺也许还不能够将晶振做进芯片内部,但是现在可以了。这个问题主要还是实用性和成本决定的。有源晶振晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
无源晶振产销量在晶振市场中占较大份额。根据CS&A数据,2018年全球利用石英晶体制成的频率元件产值为33亿美元,其中无源产品产值为18亿美元,占比为55.3%。石英晶体频率元件年销量180亿颗,其中无源产品销量为164.45亿颗,占比为89.3%。根据压电晶体行业协会(PCAC)的数据,国内市场2016年石英及陶瓷等各类材料制成的无源晶振销量达到185.7亿颗,其中音叉晶体谐振器、微型SMD高频晶体谐振器的销量分别为85.1亿只和100.6亿只,销售额分别为14.6亿元和49.3亿元。
温度补偿晶体振荡器(TCXO)如果固有频率与石英晶体的温度稳定度无法满足应用要求,就可以采用温度补偿单元。TCXO使用温度感测元件以及产生电压曲线的电路,在整个温度范围内,该电压曲线与晶体的频率变化趋势完全相反,所以可理想地抵消晶体的漂移。根据TCXO的类型和温度范围,TCXO的典型稳定度规范范围为小于±0.5ppm至±5ppm。压控晶体振荡器(VCXO)在一些应用中,期望能够调谐或调整振荡器的频率,以便将其锁相到锁相环(PLL)中的参考,或可能用于调节波形。VCXO透过电子频率控制(EFC)电压输入,提供了这项功能。对于某些特定元件,VCXO的调谐范围规格可能在±10ppm到±100ppm(甚至更高)。小尺寸晶振“受制于国外。
封装尺寸和外形基于振荡器类型和规格,对晶振封装的要求将大相径庭。简单的时钟振荡器和一些TCXO可以装在小到1.2×2.5mm2的封装中;而一些OCXO可以大到50×50mm2,对某些特定设计,甚至可更大。虽然一些通孔封装如双列直插式4或14引脚类型仍然用于较大的部件(如OCXO或特定用TCXO),但大多数当前设计使用表贴封装。这些表贴配置可以是密封的陶瓷封装,或基于FR-4的、具有用于I/O的建构的组件。6、总结器件选型时一般都要留出一些余量,以保证产品的可靠性。选用较前端的器件可以进一步降低失效概率,带来潜在的效益,这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要使振荡器的“整体性能”趋于平衡、合理,这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素,这里的成本不止包含器件的价格,而且包含产品全寿命的使用成本。晶振的选型考量和失效分析。湖南晶振的引脚
晶振QMEMS技术及其供应链情况。河北振荡器晶振
电阻的作用是将电路内部的反向器加一个反馈回路,形成放大器,当晶体并在其中会使反馈回路的交流等效按照晶体频率谐振,由于晶体的Q值非常高,因此电阻在很大的范围变化都不会影响输出频率。过去,曾经试验此电路的稳定性时,试过从100K~20M都可以正常启振,但会影响脉宽比的。晶体的Q值非常高,Q值是什么意思呢?晶体的串联等效阻抗是Ze=Re+jXe,Re<<|jXe|,晶体一般等效于一个Q很高很高的电感,相当于电感的导线电阻很小很小。Q一般达到10^-4量级。避免信号太强打坏晶体的。电阻一般比较大,一般是几百K。串进去的电阻是用来限制振荡幅度的,并进去的两颗电容根据LZ的晶振为几十MHZ一般是在20~30P左右,主要用与微调频率和波形,并影响幅度,并进去的电阻就要看ICspec了,有的是用来反馈的,有的是为过EMI的对策可是转化为并联等效阻抗后,Re越小,Rp就越大,这是有现成的公式的。晶体的等效Rp很大很大。外面并的电阻是并到这个Rp上的,于是,降低了Rp值----->增大了Re----->降低了Q河北振荡器晶振
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