關(guān)于石英晶體振蕩器
來(lái)源：http://www.dlcczl.cn 作者：zhaoxiandz 2012年08月15
按照以前老人家的話(huà)來(lái)說(shuō)如果半導(dǎo)體是產(chǎn)業(yè)之米，那么石英振蕩器可就是產(chǎn)業(yè)之鹽!意思就是說(shuō)，石英晶體振蕩器在電子產(chǎn)業(yè)中占較大的重要性。石英振蕩器器件于產(chǎn)品上的運(yùn)用，已經(jīng)應(yīng)用的很廣泛了。
早在1880年就發(fā)現(xiàn)了水晶的壓電現(xiàn)象(電氣特性)，1922年發(fā)明了石英晶體振蕩器。可見(jiàn)石英晶體振蕩器在歷史中的發(fā)展已經(jīng)過(guò)了多少個(gè)年代。早在電子器件發(fā)展前期石英振蕩器(石英晶體振蕩器)器件的角色位置，就不亞于R/L/C主動(dòng)器件，在各類(lèi)電子產(chǎn)品中都能看到石英晶體振蕩器的影子,比如：手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、電視、無(wú)線(xiàn)通訊上等當(dāng)代產(chǎn)品。在其他GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、手機(jī)通訊系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、以及各種軍用電子設(shè)備和民用電子產(chǎn)品中，都是會(huì)運(yùn)用到石英晶體振蕩器。因此，掌握石英晶體振蕩器器件的正確使用是各位采購(gòu)廠(chǎng)商朋友的必修課！
石英晶體振蕩器我們可以將它分為4種：普通晶體振蕩器（TCXO）壓電晶體振蕩器（VCXO）,溫補(bǔ)晶體振蕩器（TCXO）,恒溫晶體振蕩器（OCXO）。
a）普通晶體振蕩器（SPXO）可產(chǎn)生10＾（-5）~10＾（-4）量級(jí)的頻率精度,標(biāo)準(zhǔn)頻率1-100MHZ,頻率穩(wěn)定度是±100PPM。封裝尺寸范圍從21x14x6mm及5x3.2x1.5mm。
b)壓電晶體振蕩器（VCXO）的精度是10＾（-6）~10＾（-5）量級(jí),頻率范圍1~30MHZ。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50PPM。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14x10x3mm。
c)溫補(bǔ)晶振（TCXO）精度可以達(dá)到10＾（-7）~10＾（-6）量級(jí),頻率范圍是1-60MHZ,頻率穩(wěn)定度為±1~±2.5PPM,封裝尺寸從30x30x15mm到11.4x9.6x3.9mm。通常用于手持電話(huà),蜂窩電話(huà),雙向無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備等。
d)恒溫晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱鐘,以消除環(huán)境溫度對(duì)頻率的影響。OCXO頻率的精度是10＾（-10）~10＾（-8）量級(jí),對(duì)某些特殊應(yīng)用甚至達(dá)到更高。頻率穩(wěn)定度是四類(lèi)型振蕩器鐘最高的。
要使晶體振蕩器能實(shí)現(xiàn)高可靠工作，主要通過(guò)以下幾個(gè)方面加以保證：
1) 控制石英片切角：精確測(cè)量石英片切割角度保證零溫度系數(shù)點(diǎn)控制在85℃±5℃的范圍內(nèi)。
2) 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):封裝的三點(diǎn)支撐支架作用主要是支撐石英片和實(shí)現(xiàn)可靠電連接。它的強(qiáng)度高，可靠性好，提高了石英諧振器耐機(jī)械振動(dòng)、沖擊和加速度的能力。
3) 新型封裝形式:封裝形式采用真空冷壓焊封裝，既保證了高Q值，也提高了可靠性。同時(shí)由于封裝的體積小，晶體振蕩器恒溫的時(shí)間就短，這樣溫度均勻性好，避免因溫度梯度所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)帶來(lái)對(duì)頻率溫度穩(wěn)定度的影響。
4) 老化處理:
①預(yù)先將晶體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的高溫烘烤后再使用。
②元器件選擇,所有被選用的元器件必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量篩選。
③控溫電路的可靠性考慮,設(shè)計(jì)溫度控制電路時(shí),要防止可能出現(xiàn)超溫現(xiàn)象和不控溫現(xiàn)象。
早在1880年就發(fā)現(xiàn)了水晶的壓電現(xiàn)象(電氣特性)，1922年發(fā)明了石英晶體振蕩器。可見(jiàn)石英晶體振蕩器在歷史中的發(fā)展已經(jīng)過(guò)了多少個(gè)年代。早在電子器件發(fā)展前期石英振蕩器(石英晶體振蕩器)器件的角色位置，就不亞于R/L/C主動(dòng)器件，在各類(lèi)電子產(chǎn)品中都能看到石英晶體振蕩器的影子,比如：手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、電視、無(wú)線(xiàn)通訊上等當(dāng)代產(chǎn)品。在其他GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、手機(jī)通訊系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、以及各種軍用電子設(shè)備和民用電子產(chǎn)品中，都是會(huì)運(yùn)用到石英晶體振蕩器。因此，掌握石英晶體振蕩器器件的正確使用是各位采購(gòu)廠(chǎng)商朋友的必修課！
石英晶體振蕩器我們可以將它分為4種：普通晶體振蕩器（TCXO）壓電晶體振蕩器（VCXO）,溫補(bǔ)晶體振蕩器（TCXO）,恒溫晶體振蕩器（OCXO）。
a）普通晶體振蕩器（SPXO）可產(chǎn)生10＾（-5）~10＾（-4）量級(jí)的頻率精度,標(biāo)準(zhǔn)頻率1-100MHZ,頻率穩(wěn)定度是±100PPM。封裝尺寸范圍從21x14x6mm及5x3.2x1.5mm。
b)壓電晶體振蕩器（VCXO）的精度是10＾（-6）~10＾（-5）量級(jí),頻率范圍1~30MHZ。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50PPM。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14x10x3mm。
c)溫補(bǔ)晶振（TCXO）精度可以達(dá)到10＾（-7）~10＾（-6）量級(jí),頻率范圍是1-60MHZ,頻率穩(wěn)定度為±1~±2.5PPM,封裝尺寸從30x30x15mm到11.4x9.6x3.9mm。通常用于手持電話(huà),蜂窩電話(huà),雙向無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備等。
d)恒溫晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱鐘,以消除環(huán)境溫度對(duì)頻率的影響。OCXO頻率的精度是10＾（-10）~10＾（-8）量級(jí),對(duì)某些特殊應(yīng)用甚至達(dá)到更高。頻率穩(wěn)定度是四類(lèi)型振蕩器鐘最高的。
要使晶體振蕩器能實(shí)現(xiàn)高可靠工作，主要通過(guò)以下幾個(gè)方面加以保證：
1) 控制石英片切角：精確測(cè)量石英片切割角度保證零溫度系數(shù)點(diǎn)控制在85℃±5℃的范圍內(nèi)。
2) 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):封裝的三點(diǎn)支撐支架作用主要是支撐石英片和實(shí)現(xiàn)可靠電連接。它的強(qiáng)度高，可靠性好，提高了石英諧振器耐機(jī)械振動(dòng)、沖擊和加速度的能力。
3) 新型封裝形式:封裝形式采用真空冷壓焊封裝，既保證了高Q值，也提高了可靠性。同時(shí)由于封裝的體積小，晶體振蕩器恒溫的時(shí)間就短，這樣溫度均勻性好，避免因溫度梯度所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)帶來(lái)對(duì)頻率溫度穩(wěn)定度的影響。
4) 老化處理:
①預(yù)先將晶體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的高溫烘烤后再使用。
②元器件選擇,所有被選用的元器件必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量篩選。
③控溫電路的可靠性考慮,設(shè)計(jì)溫度控制電路時(shí),要防止可能出現(xiàn)超溫現(xiàn)象和不控溫現(xiàn)象。
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