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贴片晶振3225的工作原理是什么？

贴片晶振是表贴式的石英晶体，常用于精尖端电子产品上；贴片晶振的体积要比直插的晶振体积小很多。工艺相对复杂很多 。

回帖（2）

高颖

2019-10-24 10:31:40
目录




  • 封装介绍
  • 电器应用
  • 技术指标
  • 工作原理
  • 发展趋势



  封装介绍




  • 　　贴片晶振是表贴式的石英晶体，常用于精尖端电子产品上；贴片晶振的体积要比直插的晶振体积小很多。工艺相对复杂很多


  电器应用




  • 　　一种无突出引脚的的晶体振荡器，能提供高精度振荡。贴片晶振目前广泛应用于手机， 电脑周边数码相机，MP3,U盘等高新技术产业，频率精度可以达到2PPM.
    　　贴片晶振的主要封装有：8045,7050,6035,5032,4025,3225,2520.



  技术指标




  • 　　⒈总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。
    　　说明：总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳
    　　定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频
    　　率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如：精密制导雷达。
    　　⒉ 频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度
    　　或带隐含基准温度的最大允许频偏。
    　　fT=±（fmax-fmin）/（fmax+fmin）
    　　fTref =±MAX[|（fmax-fref）/fref|,|（fmin-fref）/fref|] fT:频率温度稳定度
    　　（不带隐含基准温度）
    　　fTref:频率温度稳定度（带隐含基准温度）
    　　fmax :规定温度范围内测得的最高频率
    　　fmin:规定温度范围内测得的最低频率
    　　fref:规定基准温度测得的频率
    　　说明：采用fTref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用fT指标的晶体振荡器，故
    　　fTref指标的晶体振荡器售价较高。
    　　⒊ 频率稳定预热时间：以晶体振荡器稳定输出频率为基准，从加电到输出频率小于规定
    　　频率允差所需要的时间。
    　　说明：在多数应用中，晶体振荡器是长期加电的，然而在某些应用中晶体振荡器需要
    　　频繁的开机和关机，这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到（尤其是对于在苛刻环境中使
    　　用的军用通讯电台，当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm（-45℃~85℃），采用OCXO作为本
    　　振，频率稳定预热时间将不少于5分钟，而采用DTCXO只需要十几秒钟）。
    　　⒋ 频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关
    　　系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的，可用规定时限后
    　　的最大变化率（如±10ppb/天，加电72小时后），或规定的时限内最大的总频率变化（如：
    　　±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年））来表示。
    　　说明：TCXO的频率老化率为：±0.2ppm~±2ppm（第一年）和±1ppm~±5ppm（十
    　　年）（除特殊情况，TCXO很少采用每天频率老化率的指标，因为即使在实验室的条件下，温
    　　度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化，因此这个指标失
    　　去了实际的意义）。OCXO的频率老化率为：±0.5ppb~±10ppb/天（加电72小时后），±
    　　30ppb~±2ppm（第一年），±0.3ppm~±3ppm（十年）。
    　　⒌频率压控范围：将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压，晶体振荡器频率的
    　　最小峰值改变量。
    　　说明：基准电压为+2.5V,规定终点电压为+0.5V和+4.5V,压控晶体振荡器在+
    　　0.5V频率控制电压时频率改变量为-110ppm,在+4.5V频率控制电压时频率改变量为+
    　　130ppm,则VCXO电压控制频率压控范围表示为：≥±100ppm（2.5V±2V）。
    　　⒍压控频率响应范围：当调制频率变化时，峰值频偏与调制频率之间的关系。通常用规
    　　定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB表示。
    　　说明：VCXO频率压控范围频率响应为0~10kHz.
    　　⒎频率压控线性：与理想（直线）函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量
    　　度，它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。
    　　说明：典型的VCXO频率压控线性为：≤±10%,≤±20%.简单的VCXO频率压控线性计
    　　算方法为（当频率压控极性为正极性时）：
    　　频率压控线性=±（（fmax-fmin）/ f0）×100%
    　　fmax:VCXO在最大压控电压时的输出频率
    　　fmin:VCXO在最小压控电压时的输出频率
    　　f0:压控中心电压频率
    　　⒏单边带相位噪声￡（f）：偏离载波f处，一个相位调制边带的功率密度与载波功率之
    　　比。



  
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李伟

2019-10-24 10:31:42
工作原理




  • 　　计算机都有个计时电路，尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通常意义的时钟，把它们称为计时器（timer）可能更恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体，石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡，这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联，一个计数器（counter）和一个保持寄存器（holdingregister）。石英晶体的每次振荡使计数器减1.当计数器减为0时，产生一个中断，计数器从保持计数器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程，令其每秒产生60次中断（或者以任何其它希望的频率产生中断）成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒（clocktick）。
    　　晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为15p或12.5p,如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。



  发展趋势




  • 1、小型化、薄片化和片式化：为满足移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覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。
    2、高精度与高稳定度，无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～7℃范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。
    3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。
    4、低功耗，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMDTCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。OAK公司的10～25MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01ppm的稳定度。



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