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晶振匹配和温度漂移,要怎么解决?

2022-01-28 15:40分类:电子元器件 阅读:

  现阶段在电子设备日新月异的今日,成本费难题肯定是制造商考虑到的主要要素,一样对晶振电路的使用也会充分考虑成本费要素,那有啥好的方法来帮助处理让人烦恼的晶振电路配对和溫度飘移呢?

现阶段在电子设备日新月异的今日,成本费难题肯定是制造商考虑到的主要要素,一样对晶振电路的使用也会充分考虑成本费要素,因而技术工程师在制定电源电路时,因数字功放晶振电路(别名钟振)比一般微波感应器谐振器价钱高于5~10倍,进而越多地挑选应用微波感应器的结晶应用到线路中;仅有在一些高档商品如工业自动化类、无线数据传输产品才较为亲睐应用有源晶振,因而就造成了之上常用的难题。

归根结底,微波感应器晶振电路的运用成效不仅仅在于晶振电路自身的指标值,还与谐振电路的设计方案配对关联性巨大,也经常发生配对不满意的情况。有源晶振是立即将结晶与钟振IC"捆 绑"封裝调节后,给予给客户,防止了手机客户端因结晶负荷配对不合理,导致电源电路頻率飘移的不便,下边来探讨有源晶振(钟振)是怎么保证防止之上欠佳的。

石英谐振器别名紫水晶,成份为二氧化硅,具备"热电效应"和很高的品质因素,被运用于各种各样谐振电路,其频率稳定度一般能够做到10-6~10-8量级,乃至高些。殊不知其頻率精密度遭受石英谐振器本身所原有的两种特点危害:频率牵引量(TS)和温漂。频率牵引量是叙述石英谐振器頻率精密度伴随着负荷电容器转变 而变动的标量,企业为PPM/PF.温漂是叙述结晶頻率精密度伴随着气温的变动而变动的标量,为石英谐振器所原有的特点,其頻率溫度曲线图与石英石芯片的切型和圆角相关。从消费者应用视角讲,客户无法更改芯片的圆角切型,却非常容易更改震荡流回的负荷,也正因而缘故,顾客在应用晶体谐振器时,非常容易发生因负荷不配对引起的頻率飘移状况。

钟振之所具备高精密和高稳定性,缘故取决于钟振內部应用了技术专业震荡IC,早已在未对钟振封裝前,根据对紫水晶上面的电级喷银或是离子注入等方法更改芯片薄厚对结晶頻率开展调整,进而使谐振电路輸出要想的总体目标頻率,防止了因负荷不配对引起的頻率飘移,提升 了谐振电路的精密度。

上文提及石英谐振器还有一个关键的特点--温漂。全部的石英谐振器原材料制成的頻率元器件,均有一定的温漂。温漂变成 危害石英石晶体谐振器及石英石晶振电路頻率精密度的主要要素。清补钟振(TCXO),控温钟振(OCXO),全是对于结晶的頻率溫度特点做对应的赔偿,頻率精密度TCXO低于±2.5ppm,OCXO低于±10ppb(1ppb=10-3ppm),乃至高些。温度补偿,变成 填补石英谐振器温漂的主要方式。殊不知,目前市面上对于KHZ等级的清补钟振屈指可数,其缘故,我能从结晶的切型层面剖析。

石英石芯片的切型大概能够分成AT切、BT切、CT切、DT切等,不一样的切型,所相对应的頻率溫度曲线图不一样。下边两张图的各自为音叉实验32.768KHZ结晶和AT切MHZ结晶的頻率溫度曲线图。

音叉实验32.768KHZ结晶頻率溫度曲线图为二次双曲线,伴随着操作温度偏移常温下25℃越长,温漂也随着增大,-10℃~60℃其温漂做到接近50ppm,如按工业生产级-40℃~85℃测算,温漂达到151ppm,无法融入工业生产级操作温度范畴的电子设备,对其开展温度补偿也比较艰难,因而,目前市面上对于32.768KHZ的TCXO非常少,且价钱极其价格昂贵。针对一般的消费性电子产业,如需工业生产级-40℃~85℃,且溫度频差操纵在±30ppm之内,应用一般音叉实验型32.768KHZ结晶,是不能满足需要的。殊不知,假如能将芯片切型改成AT切的切型,那麼工业生产级溫度频差操纵在±30ppm之内将不是问题。下边来了解一下AT切 32.768KHZ钟振是怎样完成的。

AT切结晶頻率溫度曲线图为三次曲线图,呈平躺着的"S"型曲线图,伴随着气温的转变,温漂呈"S"型运动轨迹转变 ,大概在-10℃和 60℃时,有两个"转折点",即温漂又会反向拐回来。因而,只需调节好芯片的圆角在一定的尺寸公差范畴内,那麼确保2个转折点温漂在-40℃~85℃时不超过±30ppm并并不是一件难题。殊不知,AT切结晶只对于MHZ頻率的结晶,怎样变换成32.768KHZ頻率?钟振32.768KHZ根据分音器方法,便能够完成。如选用AT切16.777216MHZ结晶,根据512分频,那麼就可以获得需要的32.768KHZ頻率。钟振完成对次数的分音器并不艰难,都集成化在震荡IC內部。因而,应用AT切MHZ 分音器完成的32.768KHZ钟振,在頻率溫度特点上,有较大的改进,在都没有开展温度补偿的情况下,-40℃~85℃标准下,溫度频差维持在±30ppm乃至±20ppm全是能够完成的。

之上提及钟振的精度高和高可靠性,重点在于钟振降低复杂的结晶负荷配对全过程,且应用了专业性的震荡IC,提升了企业产品的可靠性。32.768KHZ 钟振,选用AT切MHZ芯片根据分音器方法,大大的改进了企业产品的溫度频差特点。殊不知,迫不得已强调,选用MHZ分音器作出的32.768KHZ在功能损耗上边会略比应用KHZ更为震荡源的功能损耗会略大,一般工作中键入电流量<0.5mA (3V),静态数据损耗电流量<10uA,功能损耗从具体检测上看,或是相对比较小的。因而,对32.768KHZ頻率有特殊的溫度频差规定的商品,何不能够考虑一下钟振32.768KHZ。

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