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176 6539 4502
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石英晶振按屬性可劃分為石英晶體振蕩器(有源晶振)和石英晶體諧振器(無源晶振)。
有源晶振 = 無源晶體+邏輯電路。有源晶振自身是一個(gè)完整的振蕩器，有4只引腳分別為 VCC(接電壓)、GND(接地)、OUT(時(shí)鐘信號輸出)、NC(懸空)。有源晶振精密度和穩(wěn)定性高于無源晶振，振蕩器內(nèi)部本身除了有加工過的壓電石英晶片外，還要有源振蕩器IC，以及電阻兩顆，電容兩顆，有些會(huì)有一顆三級穩(wěn)壓管等原件。
無源晶振結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由按照一定形狀切割后的石英晶片和兩個(gè)電極板組成，其自身無法振蕩，需要電容電阻等元器件起振。無源晶振通常只有兩個(gè)腳是功能腳，其余引腳并無功能性。無源晶振具有信號電平可變、低成本、低功耗等優(yōu)勢，應(yīng)用場景十分豐富。
有源晶振VS無源晶振
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有源晶振 |
無源晶振 |
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電路連接 |
不需要復(fù)雜的配置電路。信號電平固定，靈活性較差 |
通常需要精確匹配外圍電路，可適用于多種電壓 |
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引腳數(shù)量 |
4pin |
2-4pin |
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精度誤差 |
TCXO 晶振的最高精度可達(dá)到0.1ppm |
貼片晶振最高精度可達(dá)到 10ppm |
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成本價(jià)格 |
≥1.5 元(不同類型差距較大） |
0.2-4.2元(SMD)(尺寸影響較大) |
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體積規(guī)格 |
≥1.6mmx1.2mm |
≥1.2mm x1.0mm |
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應(yīng)用場景 |
消費(fèi)電子、5G 通信、GPS 等對精度要求較高的領(lǐng)域 |
消費(fèi)電子、家用電器、安防等領(lǐng)域 |
無源晶振按封裝形式進(jìn)一步分為SMD無源貼片晶振和 DIP無源直插晶振
貼片晶振主要采用先進(jìn)的晶片的拋光工藝技術(shù),使晶片表面更光潔,平行度及平面度更好，大大地降低諧振電阻,精度得到了很大的提升;同時(shí)，SMD 晶振體積小巧，適用于對尺寸要求較高的應(yīng)用場景，比如智能手機(jī)、無線藍(lán)牙、平板電腦等電子數(shù)碼產(chǎn)品。
DIP 晶體諧振器最常見的頻率為 32.768KHz，產(chǎn)品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm，體積略大于貼片晶振。此類產(chǎn)品通常應(yīng)用于鐘表、平板電腦、微型計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、家電自動(dòng)控制和工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域，上述終端產(chǎn)品給微型元器件提供的安裝空間相對充裕。
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SMD無源貼片晶振 |
DIP無源直插晶振 |
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類型 |
TF型、AT型、BT型、SAW型 |
TF型、AT型、BT型 |
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產(chǎn)品型號 |
外殼和基座為長方形，以底座外形長寬尺寸確定型號： KHz：3215/2012/1610 MHz：3225/2520/2016/1612
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以圓柱底面直徑和高度確定型號：2x6、3x8、49S/U等 |
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性能 |
KHz：計(jì)時(shí)、時(shí)間控制、頻率信號 MHz：提供頻率配套、穩(wěn)頻輸出的功能
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KHz：計(jì)時(shí)、時(shí)間控制、頻率信號 MHz：提供頻率配套、穩(wěn)頻輸出的功能
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主要原材料 |
水晶、基座、上蓋、導(dǎo)電膠 |
水晶、基座、外殼等 |
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生產(chǎn)工藝 |
晶片為長方形、調(diào)頻工藝相對成熟、光刻鍍膜難度高、封裝技術(shù)門檻高 |
音叉形狀切割工藝、調(diào)頻技術(shù)難度高 |
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主要設(shè)備 |
切割機(jī)、研磨機(jī)、光刻機(jī)/濺射機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、調(diào)頻機(jī)、封焊機(jī)、成品分選測試機(jī) |
切割機(jī)、研磨機(jī)、被銀機(jī)、自動(dòng)調(diào)頻機(jī)、燒結(jié)設(shè)備、自動(dòng)焊接爐、壓封機(jī)、成品分選機(jī)及測試設(shè)備 |
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設(shè)備來源 |
市場可供應(yīng)成套設(shè)備，日本、中國臺灣設(shè)備技術(shù)成熟。國內(nèi)晶體諧振器廠商核心設(shè)備主要依靠外購 |
市場上設(shè)備來源較少，日本廠商自主研發(fā);國內(nèi)設(shè)備市場供應(yīng)集中在成品分選設(shè)備，其他設(shè)備以晶體諧振器廠商自主研發(fā)、集成研制為主 |
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應(yīng)用場景 |
消費(fèi)類電子、移動(dòng)終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品的頻率配套、穩(wěn)頻輸出的功能 |
消費(fèi)類電子、小型電子類產(chǎn)品、移動(dòng)終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品的計(jì)時(shí)系統(tǒng) |
DIP 晶體諧振器最常見的頻率為 32.768KHz，產(chǎn)品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm，體積略大于貼片晶振。此類產(chǎn)品通常應(yīng)用于鐘表、平板電腦、微型計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、家電自動(dòng)控制和工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域，上述終端產(chǎn)品給微型元器件提供的安裝空間相對充裕。
有源晶振根據(jù)國際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)可分為 4 類：普通晶體振蕩器、電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)、溫度補(bǔ)償式晶體振蕩(TCXO)和恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)。
普通晶體振蕩器(SPXO)：是最基本的有源類型，其穩(wěn)定性完全由石英晶體固有特性決定。其性能與其它無源諧振器相比有了提升：即使是尺寸為 2.5mmx2.0mm 的晶振，在環(huán)境溫度為-45℃至 105℃區(qū)間，也可實(shí)現(xiàn)±50ppm 的穩(wěn)定性。
電壓控制晶振(VCXO)：壓控晶振中常使用 AT 切石英諧振器，通過在振蕩回路中引入一個(gè)可調(diào)元件，來實(shí)現(xiàn)振蕩頻率隨壓控電壓調(diào)節(jié)的功能?？烧{(diào)元件通常為變?nèi)荻O管，通過外加電壓使變?nèi)莨艿碾娙葜蛋l(fā)生改變，進(jìn)而使諧振回路的諧振頻率隨之變化，達(dá)到壓控的目的。
溫度補(bǔ)償晶振(TCXO)：如果固有頻率與石英晶體的溫度穩(wěn)定性不能滿足應(yīng)用要求，可以采用溫度補(bǔ)償晶振。通過改變振蕩回路中的負(fù)載電容，使其隨溫度變化來抵消因溫度環(huán)境而產(chǎn)生的頻率漂移。TCXO 的精度誤差可控制在±0.5ppm 至±2ppm。
恒溫控制晶振(OCXO)：具有烤腔的振蕩器將晶體加熱到高溫，這樣以來即使環(huán)境溫度發(fā)生改變，晶體的溫度也保持穩(wěn)定。OCXO 的頻率偏差可低至 0.025ppm。而這種穩(wěn)定性的提升是以增加功耗為代價(jià)的，典型的 OCXO 可能需要 0.5 到 5W 的功率來維持內(nèi)部溫度。
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