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晶振 关键参数


http://www.szhjd.com 2011年9月18日

    

1、工作频率 
晶振的频率范围一般在1到70MHz之间。但也有诸如通用的32.768kHz钟表晶体那样的特殊低频晶体。 晶体的物理厚度限制其频率上限。 归功于类似反 向台面(inverted Mesa)等制造技术的发展,晶体的频率上限已从前些年的30MHz提升到200MHz。工作频率一般按工作温度25°C时给出。 
可利用泛频晶体实现200MHz以上输出频率的更高频率晶振。另外,带内置PLL 频率倍增器的晶振可提供1GHz以上的频率。当需要UHF和微波频率时,声表波(SAW)振荡器是种选择。 

2、频率精度:1PPM=1/1,000,000
频率精度也称频率容限,该指标度量晶振实际频率于应用要求频率值间的接近程度。其常用的表度方法是于特定频率相比的偏移百分比或百万分之几(ppm)。例如,对一款精度±100ppm的 10MHz晶振来说,其实际频率在10MHz±1000Hz之间。 
(100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz 
它与下式意义相同:1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典型的频率精度范围在1到 1000ppm,以最初的25°C 给出。精度很高的晶振以十亿分之几(ppb)给出。 

3、频率稳定性
该指标量度在一个特定温度范围(如:0°C到 70°C 以及-40°C到 85°C)内,实际频率与标称频率的背离程度。稳定性也以ppm给出,根据晶振种类的不同,该指标从10到 1000ppm变化很大(图 2)。 

4、 老化 
老化指的是频率随时间长期流逝而产生的变化,一般以周、月或年计算。它于温度、电压及其它条件无关。在晶振上电使用的最初几周内, 将发生主要的频率改变。该值可在5到10ppm 间。在最初这段时间后, 老化引起的频率变化速率将趋缓至几ppm。 

5、输出 
有提供不同种类输出信号的晶振。输出大多是脉冲或逻辑电平,但也有正弦波和嵌位正弦波输出。 一些常见的数字输出包括:TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。 
许多数字输出的占空比是40%/60%,但有些型号可实现45%/55%的输出占空比。一些型号还提供三态输出。一般还以扇出数或容抗值(pF)的方式给出了最大负载。 

6、工作电压 
许多晶振工作在5V直流。但新产品可工作在1.8、2.5和 3.3V。 
7、启动时间 
该规范度量的是系统上电后到输出稳定时所需的时间。在一些器件内,有一个控制晶振输出开/闭的使能脚。 

8、相噪 
在频率很高或应用要求超稳频率时,相噪是个关键指标。它表度的是输出频率短时的随机漂移。它也被称为抖动,它产生某类相位或频率调制。该指标在频率范围内用频谱分析仪测量,一般用dBc/Hz表示相噪。 
晶振输出的不带相噪的正弦波被称为载波,在频谱分析仪上显现为一条工作频率上的垂直线。 相噪在载波之上和之下产生边带。 相噪幅度表示为边带功率幅值(Ps)与载波功率幅值(Pc)之比,以分贝表示: 
相噪(dBc)=10log(Ps/Pc) 
相噪的测量以载波的10kHz或100kHz频率增量计算, 但也用到低至10Hz或 100Hz的其它频率增量。相噪度量一般规整为与1Hz相等的带宽。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晶振(VCXO)施加一个外部控制电压时, 该电压所能产生的频率改变。 它表示的是最大可能的频率变化, 通常用ppm表示。 同 时还给出控制电压水平,且有时还提供以百分比表示的线性值。典型的直流控制电压范围在0到 5V。频率变化与控制电压间的线性关系可能是个问题。 

10、封装 
晶振有许多种封装形态。过去,最常用的是金属壳封装,但现在,它已被更新的表贴(SMD)封装取代。命名为HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的金属封装一般采用的是标准的DIP 通孔管脚。 而常见的SMD 封装大小是5×7mm。 源于蜂窝手机制造商的要求,SMD封装的趋势是越做小、越薄。
 
 

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