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晶振的一般知识和质量控制 [2008-12-8 11:00 :37] 晶振的一般知识和质量控制 1． 晶振的作用是产生时钟信号，晶体谐振器与其它器件共同组成晶体振荡器。 2．晶体谐振器，要达到稳定性好，要求串联谐振电阻既要小又要一致性好，同时激励功率变化带来的阻抗变 量越小，晶体的谐振点容易一致，这样外围电路调试比较容易，使产品更稳定，那么具体如何实现呢？第一， 用Q值 （Q值是等效电路中动态臂谐振时的品质因数，振荡电路所能获得的最大稳定性直接与电路中晶体的Q值 相关。Q值越高，晶体带宽越小，电抗值变化越陡，外部电抗对晶体影响越小）高的水晶材料，能降低串联电 阻，同时控制胶量的匀称性；第二，要求生产车间净化程度很高，能减少本体之外的灰尘附着物带来的干扰， 降低阻抗变量；第三，成品测试将并联谐振电阻和DLD值 （功率改变引起的阻抗变量）控制在相对更小的范围 内。 3．根据经验及晶体本身的特性总结出：第一，在使用过程中，外围匹配电容 （包括杂散电容）愈接近晶体标 称电容，电路形成的振荡频率愈接近标称频率。电路的稳定性由晶体本身和外围电路共同决定，最佳电路应让 工作频率高与标准频率8PPM左右，因为频率每年都要下降3PPM左右即年老化率，这样才能保证电路中振荡频率 在5年内准确度很高；第二，晶体在使用中还要具有一定的温度稳定性和抗震性及可焊性，如何实现？1）提高 晶片加工精度，降低晶体封闭壳中氮气的露点，通过高低温测试试验；2）生产上，用优质胶，点匀和及时烤 胶，检查剔除有崩边的晶片，通过跌落和机械振动测试 （100-20000G）试验,提高包装保护；3）同时增加 240±10℃和5S条件下的耐高温测试。 4．晶体振荡器分直插 （DIP-14,DIP-8）和SMD贴片。直插式的一般为非三态线路，有需求可选三态规格，SMD 式的为三态线路输出。在使用中DIP系列1#角在无特殊说明时为断开的，静电对DIP破坏性较小。SMD系列1#角 内部相连，外接时需断开，静电对其破坏最大，容易击穿IC，须作静电保护；另外，SMD系列晶振在焊接过程 中不要温度过高，时间过长，一般控制在260℃±5℃，少于5秒。还应注意SMD晶振两侧有的会有DLD测试线， 焊接时不能与任意焊点相连。晶振在使用中电压分5V，3.3V，1.8V等不能兼容，否则会不稳定。 5．随着晶振的被广泛应用到各种高端设备中，对其要求也越来越高，压控晶体振荡器 (VCXO),温补晶体振荡器 （TCXO）及恒温晶体振荡器 （OCXO）的需求逐步上升。VCXO是可以利用电压变化来调整输出频率。TCXO是包含 一个温度感应电路，在温度发生变化是调整输出频率，是输出的频率随温度变化的偏差降低了，从而使其在一 定的温度范围内保持较高的频率稳定度，一般精度要求在0-3PPM之内的做成这种。OCXO具有更高的稳定性，而 且有更低的相位噪声，精度更高，它是通过内部的恒温槽维持晶体温度的稳定。 晶振的检验技术和质量控制 (一）表 晶，常规标准频率误差是+/-20PPM，阻抗是30-40K Ω，但我们实际检验控制为：Φ3*8分为A :±5PPM /15K Ω；B :±10PPM /15K Ω；C :±15PPM /18K Ω Φ2*6分为A :±5PPM /25K Ω；B :±10PPM /28K Ω；C :±15PPM /30K Ω 客户可以根据需求选择表晶，要求高的可以选择误差和阻抗小的，如A或B。 （二）晶体谐振器：常规标准是频率+/-30PPM,加严控制为+/-20PPM阻抗因频率不同而变，2007年以前:A表 格，今天参数控制是B表格所显示的： A表 格 49S晶体 49U晶体 频率 阻值 频率 阻值 3.579545M ≤120 Ω 1.8432M ≤500 Ω /4M 4.1M~5M ≤90 Ω 2M ≤300 Ω 5.1M~8M ≤60 Ω