晶振的其它非常见参数定义
关于晶振的知识你了解多少呢?许多采购和工程对于晶体或振荡器,可能只是知道基础常规的精准度,负载电容,温度范围,频率,封装尺寸,电源电压,输出方式等常见几种。但无论是石英晶体,还是晶体振荡器的制造工艺,和相关信息都是非常多的,生产一颗石英晶振并不是想象中那么简单,一个专业的石英水晶组件工程师,也未必知道全部的晶振相关知识,以下是金洛鑫电子整理的,其它非常见的晶振技术词定义。
上升时间/下降时间:
上升时间(TR):
输出电压从逻辑“1”电平的10%变为逻辑“1”电平的90%所需的时间。以nS为单位测量。
下降时间(TF):
输出电压从逻辑“1”电平的90%变为逻辑“1”电平的10%所需的时间。以nS为单位测量。
系列与并行:
并联谐振晶体用于在振荡器反馈环路中包含无功分量(电容)的电路。这些电路取决于无功元件和晶体,以实现在指定频率下启动和维持振荡所需的相移。串联谐振晶体适用于振荡器反馈环路中不含无功元件的电路。请参见图A的系列和图B的并联谐振晶体:
频率容差/温度稳定性:
晶体或振荡器的频率容差定义为晶体或振荡器频率与25°C时的绝对值的初始偏差。频率稳定性超过温度定义为频率偏差与25°C时测得的频率相比超出规定的工作温度范围(IE0°C至+70°C)。石英晶振稳定性公差有时表示为频率偏差的百分比,而不是百万分之一(PPM)。转换如下:
01%=100PPM
005%=50PPM
001%=10PPM等。
需要指定晶体或石英晶体振荡器的稳定容差以及工作温度范围。例如,晶体可以被指定为在-45℃至+85℃的操作温度下具有±50PPM的频率稳定性容差,并且在+25℃下具有±50PPM的频率容差。
抗冲击性:
晶体或振荡器的抗冲击性被定义为晶体或振荡器可以保持其性能特征的最大单脉冲冲击,通常在G中定义。
启用/禁用时间:
定义为石英振荡器在断言输出启用或禁用(输出稳定)时达到指定输出幅度和频率所需的时间。
输出对称性:
输出对称性(也称为占空比)定义为输出波形的正部分的时间间隔与输出波形的总周期的比率。它通常以%定义。
等效电路:
等效电路(如图A所示)描述了以其固有谐振频率工作的石英晶体单元的电活动。并联电容(Co)表示晶体电极的电容加上支架和引线的电容。R1,C1和L1构成晶体的“运动臂”,并被称为运动参数。运动电感(L1)代表贴片晶体单元的振动质量。运动电容(C1)代表石英的弹性,电阻(R1)代表石英内发生的体积损失。
绝对时钟抖动:
时钟信号周期的最大变化,以距参考(触发)边沿1个周期的间隔测量。
终止阻抗:
负载阻抗或输出端接是指必须连接到滤波器输出端子的阻抗,以实现正确的响应。源阻抗或输入端接是指驱动滤波器的电路的输出阻抗。
频率牵引范围:
VCXO振荡器的频率牵引范围定义为可通过控制电压获得的输出频率的最大变化。
动作抵抗:
也称为等效串联电阻。等效串联电阻是石英晶体等效电路的电阻元件(R1)。(参见下面的等效电路)该电阻表示固有谐振频率下晶体的等效阻抗(串联谐振)ESR由晶体阻抗(CI)测量仪测量。ESR值通常表示为以欧姆表示的最大值。ESR值随频率,操作模式,支架类型,晶体板尺寸,电极尺寸和安装结构而变化。
值得注意的是,AT-带状晶体设计在给定频率下的ESR值通常高于标准(圆形空白)设计的ESR值。这在较低频率下变得更加重要。当从串联谐振通孔HC-49/U型晶体转变为利用AT带晶体的较小表面安装型时,可以考虑由不同切口产生的ESR值的差异。当电阻值达到某一点时,ESR变得至关重要,因为振荡器电路无法充分驱动Quartz Crystal。可能会导致启动缓慢或不需要的操作模式。
驾驶级别:
振荡晶体单元消耗的功率量。通常用毫瓦(mW)表示,通常用通过谐振器的电流或谐振器消耗的功率来表示。后者是优选的。晶体的驱动电平是逆变器或微处理器的输入和输出电容以及包括晶体在内的所有其他外部元件的电抗的函数。为计算驱动电平,使用“欧姆定律”。驱动电平应保持在最低限度,以避免稳定性,老化,非线性耦合模式和其他非线性效应的问题。然而,振荡器的相位噪声性能可以通过增加驱动电平来增加,因此有时需要折衷。在oscilent规范中为每种类型的晶振指定了最大功耗。由于相对较低的最大驱动水平,驱动水平在音叉晶体中最为关键。使用音叉晶体的电路应设计成避免过度驱动晶体。
插入损失:
通带中滤波器的功率损耗以dB表示。除非另有说明,否则滤波器的最大输出点为0dB参考。插入损耗等于10LogPin/Pout。
频率调整:
TCXO晶振产品配备了频率调节功能,可以调节中心频率。此功能允许补偿初始频率校准和老化,并通过内部微调器完成。这种调整也可以通过TCXO上的外部引线通过控制电压提供。利用这种技术的振荡器称为温度补偿电压控制晶体振荡器或TCVCXO。
保证衰减:
最大保证功率降低,超出指定的频率范围。衰减通常以分贝(dB)表示。
调制带宽:
调制带宽定义为使用VCXO的控制电压可以获得的输出频率的最大变化率。
阻带:
也称为拒绝频带,这是需要最小信号传输的频率区域。表示为衰减超过指定最小值的频率范围。通过滤波器对信号强度进行指定衰减的频谱部分。
晶振属于频率控制元器件的其中一种,本身具有特殊的压电效应,通电后利用频率振荡功能工作,约80%以上的产品都会用到频率元件,而晶振则是核心化电子零件。如今因为5G通信技术,AI人工智能,物联网,智慧城市建设等新兴行业的出现,贴片晶振和有源晶振越来越被需要,为了更好利用它,许多工厂/企业工程和技术,都开始研究和了解晶振。
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