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专业知识

晶振关键参(cān)数

1、工作频率

晶振(zhèn)的频率范围一般在(zài)1到(dào)70MHz之间。但也有(yǒu)诸如通用的(de)32.768kHz钟表晶体那样的(de)特殊低频晶(jīng)体。 晶体的物理(lǐ)厚度限制其频率上(shàng)限。 归功于类似反 向(xiàng)台面(invertedMesa)等制(zhì)造技术的(de)发展,晶体的(de)频率上限(xiàn)已从前些年的30MHz提升到200MHz。工作频率一般按工(gōng)作温度25°C时给出。 可利用泛频晶体实现(xiàn)200MHz以(yǐ)上(shàng)输出频率的更(gèng)高频(pín)率晶振。另外,带内(nèi)置PLL 频(pín)率倍增器的晶振可提(tí)供1GHz以上的频率。当需(xū)要UHF和微(wēi)波频率时,声表波(SAW)振(zhèn)荡(dàng)器是(shì)种选择。

2、频(pín)率精度:1PPM=1/1,000,000

频(pín)率精(jīng)度也称频(pín)率容限,该(gāi)指标度量晶振实际频率于应用要(yào)求频率值间的接近(jìn)程(chéng)度。其常用的表度方法是于特定频率(lǜ)相(xiàng)比的偏移百分比或百万分之几(ppm)。例如,对一(yī)款(kuǎn)精(jīng)度(dù)±100ppm的 10MHz晶振来(lái)说,其实际频率在10MHz±1000Hz之间。 (100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz 它与(yǔ)下式意义相同:1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典(diǎn)型的频(pín)率精度(dù)范围在1到 1000ppm,以最初的25°C 给出。精度很高的晶振(zhèn)以十(shí)亿分之(zhī)几(ppb)给(gěi)出。

3、频(pín)率(lǜ)稳定性

该(gāi)指标量度在一个特定温度范(fàn)围(如:0°C到 70°C 以(yǐ)及(jí)-20°C到 70°C)内,实际频率与标称频率的背离程度。稳定性也(yě)以(yǐ)ppm给出(chū),根据晶振种类的不同,该指标从10到 1000ppm变化(huà)很(hěn)大。

4、老化

老化(huà)指的是(shì)频率随时间长期流(liú)逝而产生的变化,一般以(yǐ)周、月或年计算(suàn)。它于温度、电压及其它条(tiáo)件无(wú)关。在(zài)晶振上电使用的最初几周内, 将发生主要(yào)的频率改变。该值可在5到10ppm 间。在最初这(zhè)段时间后, 老化引起的频率变(biàn)化速率将趋缓至几ppm。

5、输(shū)出

有提供不(bú)同种(zhǒng)类输(shū)出信号的晶(jīng)振。输出大(dà)多是脉冲(chōng)或(huò)逻辑电(diàn)平,但也有正弦波和嵌位正弦波输出(chū)。 一些常见的(de)数字输出包括(kuò):TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。 许多数字输出的占(zhàn)空(kōng)比是40%/60%,但有(yǒu)些型号可实现45%/55%的输出占空比。一些型(xíng)号还提供三态输出。一般还以(yǐ)扇出数或容抗值(zhí)(pF)的方式给出了最大(dà)负载。

6、工(gōng)作电压

许多晶振工作在(zài)5V直流。但新(xīn)产品可工作在1.8、2.5和(hé) 3.3V。

7、启动时间

该规范度量的是系统上电后到输出(chū)稳(wěn)定时所需的时间。在(zài)一些(xiē)器件内,有一(yī)个控制晶振输(shū)出开/闭的使能脚。

8、相噪

在频率(lǜ)很高或应用(yòng)要求超稳频率时,相噪是(shì)个关键指标。它表度(dù)的(de)是输出频(pín)率短时的随机漂移。它也被称为抖动(dòng),它产生某类相位或频率(lǜ)调制。该指(zhǐ)标在频率范围内用频谱分析(xī)仪测量,一(yī)般(bān)用dBc/Hz表示相噪。 晶振输(shū)出的不带相噪的正弦波被称(chēng)为(wéi)载波(bō),在频谱分析仪上显现为一(yī)条工(gōng)作频率(lǜ)上的垂直线。 相噪(zào)在载波之上(shàng)和之下产生边带。 相(xiàng)噪幅度表示为边带(dài)功率(lǜ)幅值(Ps)与载波功率(lǜ)幅值(Pc)之比,以分贝表示: 相噪(zào)(dBc)=10log(Ps/Pc) 相噪的测量以载波(bō)的10kHz或100kHz频率增量计算, 但也用到低(dī)至10Hz或 100Hz的其它(tā)频率增量(liàng)。相噪度量(liàng)一般(bān)规整(zhěng)为与1Hz相等的(de)带(dài)宽。取决于载波的频率增量,典型的相噪值在-80到-160dBc 之间。

9、可调性(Pullability)

该指标表度的是通过对一个压控(kòng)晶振(zhèn)(VCXO)施加一(yī)个外部控制(zhì)电(diàn)压时, 该电(diàn)压所能(néng)产生的频率改变。 它表示的是(shì)最大可能的频率(lǜ)变化, 通常用ppm表示。 同 时还给出控制(zhì)电压水平(píng),且有(yǒu)时还提供以百分比表示的线性值。典型的直流控制(zhì)电压范围在0到 5V。频率变化与控制电压(yā)间的线性关系可能是个问题。

10、封装

晶振有许(xǔ)多种封装形(xíng)态。过去,最(zuì)常(cháng)用的是金属(shǔ)壳封装,但现在(zài),它已被更新的表贴(tiē)(SMD)封装(zhuāng)取代。命名为HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的(de)金属封(fēng)装(zhuāng)一般采(cǎi)用的是标准的DIP 通孔管脚。 而常见(jiàn)的SMD 封装大小(xiǎo)是(shì)5×7mm。 源于蜂窝手机制造(zào)商的要求,SMD封装的趋势是(shì)越做越薄。

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