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专业知识(shí)

晶振关键(jiàn)参数

1、工(gōng)作(zuò)频率(lǜ)

晶(jīng)振的频(pín)率范围一般在1到70MHz之间。但也有诸如通用(yòng)的32.768kHz钟表晶体那样的特殊低(dī)频晶(jīng)体。 晶体的物理厚度限制其频率上限。 归功(gōng)于(yú)类似反(fǎn) 向台面(invertedMesa)等制造(zào)技术的发展,晶体的(de)频率上限已从前些(xiē)年的30MHz提升(shēng)到200MHz。工(gōng)作(zuò)频率一般按工作温度25°C时给(gěi)出(chū)。 可利用泛频晶体实现200MHz以(yǐ)上(shàng)输出频率的(de)更高频(pín)率晶振。另(lìng)外(wài),带内置PLL 频率倍增器的晶振可提供1GHz以(yǐ)上的频率。当需要(yào)UHF和微波频率时(shí),声表(biǎo)波(SAW)振荡器是种(zhǒng)选(xuǎn)择。

2、频率精度:1PPM=1/1,000,000

频率精度也称频率容限,该(gāi)指标度量(liàng)晶(jīng)振实际频率于应用要求频率(lǜ)值(zhí)间的(de)接(jiē)近程度。其(qí)常用(yòng)的(de)表度方法是于特定频率相比的偏(piān)移(yí)百分比或百万分(fèn)之几(ppm)。例如,对一款精(jīng)度±100ppm的 10MHz晶振来说(shuō),其实际频率(lǜ)在10MHz±1000Hz之间。 (100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz 它(tā)与下式意(yì)义相(xiàng)同(tóng):1000/10,000,000=0.0001=10-4或(huò)0.01%。典型的频率精度范围在1到 1000ppm,以最初的25°C 给出。精度很高(gāo)的晶振以十亿分之几(ppb)给出。

3、频率稳定(dìng)性

该(gāi)指标量度在一个特定温度范(fàn)围(wéi)(如(rú):0°C到 70°C 以及-20°C到 70°C)内(nèi),实际(jì)频率与标称频(pín)率的背离程度。稳定性也以ppm给出,根据晶振种(zhǒng)类的不(bú)同,该指标(biāo)从(cóng)10到(dào) 1000ppm变化很大。

4、老化

老(lǎo)化(huà)指的是频率随时间(jiān)长期流逝(shì)而(ér)产生(shēng)的变化,一般以周、月或年(nián)计算。它于温度、电压及其(qí)它条(tiáo)件无(wú)关。在晶振上电使用的最初几周内, 将发生主要(yào)的频率(lǜ)改变。该值可在5到10ppm 间。在最初这段时(shí)间后(hòu), 老化引起(qǐ)的频率(lǜ)变化(huà)速率将趋缓至几(jǐ)ppm。

5、输(shū)出

有提供不同(tóng)种类输出信号(hào)的晶振。输出大多是脉(mò)冲或逻(luó)辑电平(píng),但也有(yǒu)正弦波和(hé)嵌位正弦波(bō)输出。 一(yī)些常见(jiàn)的数字输出包括:TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。 许多(duō)数(shù)字输出的占(zhàn)空比是40%/60%,但有些型号可实(shí)现45%/55%的输出占空比(bǐ)。一些型号还提供三(sān)态输出。一般还以扇出(chū)数或容抗值(pF)的方(fāng)式(shì)给出了最大负(fù)载。

6、工作电压

许(xǔ)多(duō)晶(jīng)振工作在5V直(zhí)流。但新产品可工作在1.8、2.5和 3.3V。

7、启动(dòng)时间

该规范度(dù)量的是系统上电后到(dào)输出稳定时(shí)所需的(de)时间。在一些器件内,有一个控制(zhì)晶振输出(chū)开/闭的使能脚。

8、相噪

在频率很高或应用要求超稳频率(lǜ)时,相噪是个关键指标。它表度的是(shì)输出频率短时的随机漂移。它也(yě)被称(chēng)为抖动(dòng),它产生某类相位(wèi)或频率调制(zhì)。该指标在(zài)频率范围内用频谱分析仪(yí)测量,一般用dBc/Hz表示相噪。 晶振(zhèn)输出(chū)的不带(dài)相噪的正弦波被称为载波,在(zài)频谱分析仪上显现为一条工作频率上(shàng)的垂直线(xiàn)。 相噪在载波(bō)之上和之下产生边带。 相(xiàng)噪幅度表示(shì)为边带功(gōng)率幅(fú)值(Ps)与载波功率幅值(Pc)之(zhī)比,以分贝表示: 相噪(dBc)=10log(Ps/Pc) 相噪的(de)测(cè)量以载波(bō)的10kHz或100kHz频率增(zēng)量计算, 但(dàn)也用到低至10Hz或 100Hz的其(qí)它频率增量。相噪度量一般规整为与1Hz相(xiàng)等(děng)的带宽。取决于(yú)载波的(de)频率增(zēng)量(liàng),典型(xíng)的相噪值在-80到-160dBc 之间。

9、可调(diào)性(Pullability)

该指标表度的(de)是通过对一(yī)个压控晶振(VCXO)施加一个(gè)外部控(kòng)制电压时(shí), 该(gāi)电压所能产生的频率(lǜ)改变。 它表示的是最大可能的频率变(biàn)化, 通常用(yòng)ppm表示。 同 时还给出控制电(diàn)压水平,且有时还(hái)提供(gòng)以百分比表示的线性值。典型的直流控制电压范围(wéi)在0到 5V。频率变化与(yǔ)控制电压间的线性(xìng)关系可能是个问题。

10、封装

晶振有许多种封装形态。过去,最常用的是金(jīn)属壳(ké)封装,但现在,它已被更新的表贴(SMD)封(fēng)装取代。命名为HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的金属封装一般采用(yòng)的是标(biāo)准的DIP 通(tōng)孔管脚。 而常见(jiàn)的SMD 封(fēng)装大小是5×7mm。 源于蜂窝手机制(zhì)造商(shāng)的要求,SMD封装的趋(qū)势(shì)是越做越(yuè)薄。

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