晶振的串联谐振频率逐渐变化

适当切割的石英晶体可用作高质量的机电谐振器.它们的压电特性(晶体两端的电压使其变形;使晶体变形产生电压)使它们成为电子电路中的频率决定元件.晶体因其高品质因数(QF)而广泛用于振荡器,时基和频率合成器;出色的频率稳定性 严格的生产公差;而且成本相对较低.深圳康比电子本文介绍了使用AT切割晶体的晶体老化;频率误差等;

老化

晶振的串联谐振频率逐渐变化.几年内百万分之几的变化很常见.大多数变化发生在第一年或第二年.在较高温度和振荡幅度下,老化发生得更快.老化的主要原因是晶体质量的增加.增加的质量通常来自水晶盒内的污染物,这些污染物落在并粘附在水晶SMD晶体表面上.

频率误差

频率误差有四个主要来源:

●初始公差,或制造商在25°C时使用指定负载电容的容差

●随温度变化的频率变化

●从负载电容变化"拉"

●老化

驱动级依赖

经过一段时间不活动(数小时到数周)后,晶振的串联电阻可以远高于其最大规定值,从而成为交流电驱动电平的函数.这种效应被称为驱动级依赖性(DLD)或"困晶体".如果晶体受到机械冲击或电驱动"硬",则串联电阻通常会回落到指定的限制范围内.

DLD被认为是由晶体封装内污染造成的额外机械损失引起的.污染物可以是固体颗粒或水分,通常是在水晶上凝结或冻结的水.一旦振动消除了污染,正常的串联电阻就会恢复.污染可能不会再次沉降(或至少不会达到相同程度),导致串联电阻的不稳定和不可预测的变化.

当颗粒永久地粘附在石英晶振上,电极电镀裂缝或松散,或晶体被划伤时,就会发生不可逆的DLD.没有晶体完全没有DLD,但是更高质量的产品表现出更低的DLD,无论是串联电阻增加的程度还是表现出电阻变化的单元的百分比.

为了减少与DLD相关的问题,请使用大的负电阻,大于制造商规定的最大串联电阻的四倍.这消除了几乎所有DLD问题.您也可以从制造高品质水晶的供应商处购买.或者,为经过工厂测试的低DLD晶体支付额外费用.

虚假模式

晶体通常在基频附近具有不希望的机械共振.这些"寄生模式"可以被建模为与基频分支并联的串联LCR分支.寄生模式通常具有比期望模式更高的损耗,因此不太可能强烈振荡.(晶振厂家制造商通常会测试杂散共振,并且不会在这些频率下运输具有低损耗的单元.)

具有大负电阻的振荡器通常在整个振荡周期中限制或削减.在限制期间,电路的有效增益基本上为零(即,输入的变化在输出中产生很小的变化或没有变化).除非寄生模式具有低损耗,或者有源电路不会强烈限制信号幅度,否则将不会有足够的增益来使寄生模式振荡.它们将被所需的大信号振荡"阻塞".如果这些不希望的次级石英晶体振荡器振荡有足够的增益,这些频率会对PLL和其他电路中的相位频率检测器造成严重破坏.