经常有人在问的晶振问题终于有了完整答案

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2018-09-21 10:56:19【大中小】

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频率控制元器件的出现和使用已经至少有一个世纪之久，尤其是晶振这种最常用的，几乎被科学家和制造商们研究透彻，然而还会时不时的发现新的东西。目前石英晶体和石英晶体振荡器制造技术已经非常成熟了，但晶体还有很多秘密没有被发现，除了常规的一些参数规格，温度特性，老化率等常见问题。在与部分工厂和公司工程沟通时，往往会问到一些更深层，更技术化的问题，以下是广大客户最想问的一些技术类问题，现在金洛鑫电子给大家整理出最完整的回答。

问题1：AT条形晶体和AT圆形坯料或晶圆晶体之间的主要区别是什么？

答：这两种石英晶体之间的明显区别在于它们的大小。AT圆形空白，或平面平面类型水晶，已存在50年，用于许多HC-49/U（MP-1）型晶体。HC-49/U中使用的晶体可以根据晶体的频率，直径范围为0.200“至0.350”。由于表面积大，所以圆形坯料可以具有相对大的电极。这对于需要具有宽拉伸性的晶体是理想的。而且，更大电极和毛坯尺寸通常表现出低ESR值。HC-49/U圆形空白晶体也适用于宽温范围（-55℃至+125℃，5℃至+125℃），同时具有良好的稳定性。

许多圆形毛坯设计可实现0.1mW至2mW的驱动电平。确定圆形空白的频率按其厚度和直径;晶体毛坯越薄，频率越高。正因为如此，基本频率可能达到约33MHZ，但由于破损导致产量损失。这些高频基础是脆弱的，可以如果受到极端冲击和振动环境的影响，最终用户很容易损坏。几乎任何来自约的频率使用HC-49/U型进口晶振可以制成1.8MHz至200MHz。AT-strip晶体已经存在了大约17年，并在日本开发。约90％的AT-strip晶体制造业在远东完成。AT条形晶体采用一小块矩形石英，尺寸只有一小部分HC-49/U圆形毛坯设计。它的长宽比和厚度决定了AT带状晶体的频率。

3*8圆柱音叉晶体图

由于表面积非常小，只有一个小电极可以附着在晶体条上。这个的大小晶体和电极也使得AT条形晶体不适用于需要宽拉伸性（±200ppm）的应用。对于给定频率，AT带状晶体通常表现出比HC-49/U圆形坯料更高的ESR值。每个频率AT条形水晶设计独特。这意味着并非所有给定范围内的频率都是设计的发达。AT-strip晶体可在3.579545MHz至200.00MHz范围内的特定频率下使用。主要优点使用AT-strip晶体与其尺寸有关。现在可提供小至2.5X3.2X0.8mm的表面贴装3225贴片晶振因为AT-strip技术的进步。该技术的其他进步是提供改善的ESR，温度稳定性，和更高的基频。因为AT-strip晶体的质量比HC-49/U圆形坯料小得多型水晶，通常更适合高冲击和振动环境。它们的小尺寸也使它们成为理想的选择小型封装表面贴装振荡器。

3225贴片晶振图

问题2：与晶体有关的术语“老化”是什么意思？

答：老化是晶体随时间变化的频率。老龄化可以是正向或负向。老龄化影响有助于晶体所用振荡器的整体频率漂移。老化的原因有多种：应力消除在石英晶体谐振器的安装结构，内部污染，吸收水分和石英材料的变化。一些这些条件可能由于晶体暴露于冲击和振动水平，或工作温度高于此而发生建议的限制，或由于焊接或玻璃与金属密封件劣化导致的气密性损失。颗粒污染，它附着在晶体晶片上，会导致晶体频率的负向偏移。晶体质量或电极损失材料通常表现出晶体频率的正向变化。为了减少晶体的老化，需要使用该单元在超洁净的环境中制造，并密封在密封包装中。晶体可以在一定程度上“预老化”，尽量减少衰老的影响。因为老化特性倾向于遵循对数曲线，大部分是晶体的老化将在其生命的第一年发生。通过适当的处理，可以使贴片晶振具有±0.5ppm的老化特性至177，每年1ppm的范围。

问题3：为什么晶体具有频率容差和稳定性，而振荡器仅指定为稳定性要求？

答：这个问题的答案有点像“specmanship”问题。通常假设某些晶体被使用振荡器电路的类型。用户将知道该石英晶体振荡器的总稳定性加上老化需要超出期望值工作温度。例如，如果要求是100ppm最大总允许频率偏差，包括老化，在0℃到70℃的温度范围内，他可以订购一种在室温（25℃）下具有50ppm容差的晶体在工作温度下的稳定性为50ppm。在这些情况下，温度稳定性参考的是频率在室温下。

晶振温度曲线图

对于振荡器，最终用户通常只关心总体稳定性，包括工作温度。在在这种情况下，他可能要求振荡器在0℃到70℃的温度范围内需要100ppm的稳定性，包括老化，如MHO+13TAD。在实际的制造过程中，振荡器的构造与上述晶体的构造大致相同。在产品设计中考虑了振荡器电路效应的变化。内部使用的进口晶体振荡器在25°C时的初始容差为50ppm。该晶体设计为在特定稳定性（50ppm）下运行超过工作温度。安装在振荡器中时，总稳定性总和在100ppm以内规范。

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