影響石英晶振穩(wěn)定性的因素有哪些?

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2023-01-11 瀏覽量：

  石英晶振的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性,它是決定晶體振蕩器價(jià)格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價(jià)格亦愈高。工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+85℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣,倘若-20～+70℃已經(jīng)夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍。設(shè)計(jì)工程師要慎密決定特定應(yīng)用的實(shí)際需要,然后規(guī)定晶振的穩(wěn)定度，指標(biāo)過高意味著花錢愈多。

  石英晶振老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會(huì)使輸出頻率按照對(duì)數(shù)曲線發(fā)生變化,也就是說在產(chǎn)品使用的第一年,這種現(xiàn)象才最為顯著。例如,使用10年以上的晶體,其老化速度大約是第一年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況,也可以采用調(diào)節(jié)的辦法解決,比如,可以在控制引腳上施加電壓(即增加電壓控制功能)等。

  與穩(wěn)定度有關(guān)的其他因素還包括電源電壓、負(fù)載變化、相位噪聲和抖動(dòng),這些有源晶振指標(biāo)應(yīng)該規(guī)定出來。對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品,有時(shí)還需要提出振動(dòng)、沖擊方面的指標(biāo),軍用品和宇航設(shè)備的要求往往更多,比如壓力變化時(shí)的容差、受輻射時(shí)的容差,等等。

  用來制作石英晶振的材料一般是人造的石英水晶，這樣可以大規(guī)模的生產(chǎn)也成降低成本，只有少部分才會(huì)使用天然的石英水晶，然而現(xiàn)在進(jìn)口的晶振材料都在上漲，不少晶振廠家為了節(jié)省成本以次充好，用劣質(zhì)的材料大批量的生產(chǎn)晶振。用這樣的原料容易導(dǎo)致貼片晶振或圓柱晶振的精度低，溫度不過關(guān)，容易不起振，故障等問題。

  器件選型時(shí)一般都要留出一些余量,以保證產(chǎn)品的可靠性。選用較高檔的器件可以進(jìn)一步降低失效概率,帶來潛在的效益,這一點(diǎn)在比較產(chǎn)品價(jià)格的時(shí)候也要考慮到。要石英晶振的“整體性能”趨于平衡、合理,這就需要權(quán)衡諸如穩(wěn)定度、工作溫度范圍、晶體老化效應(yīng)、相位噪聲、成本等多方面因素,這里的成本不僅僅包含器件的價(jià)格,而且包含產(chǎn)品全壽命的使用成本。

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