頻率搖動(dòng)性的思慮

       晶體振蕩器的主要本性之一是任務(wù)溫度內(nèi)的搖動(dòng)性，它是決意振蕩器代價(jià)的緊要因素。搖動(dòng)性愈高或溫度范圍愈寬，器件的代價(jià)亦愈高。財(cái)制造級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+75℃這個(gè)范圍屢屢只是出于辦理者們的習(xí)氣，借使借使倘使-30～+70℃已經(jīng)夠用，那么就不必去謀求更寬的溫度范圍。辦理項(xiàng)目師要緊密決意特定運(yùn)用的理論緊要，此后規(guī)定振蕩器的搖動(dòng)度。方針過(guò)高象征著花錢愈多。

       晶體老化是構(gòu)成頻率變卦的又一緊要因素。依照目標(biāo)制造品的預(yù)期壽命差別，有多種門徑或許減弱這種影響。晶體老化會(huì)使輸出頻率按照對(duì)數(shù)曲線制造生變卦，也便是說(shuō)在制造品運(yùn)用的第一年，這種景象才最為顯著。比方，運(yùn)用10年以上的晶體，其老化速度也許是第一年的3倍。接納不凡的晶體加工做工或許改進(jìn)這種情況，也或許接納調(diào)節(jié)的辦法管理，譬如，或許在管制引腳上施加電壓（即增加電壓管制服從）等。

       與搖動(dòng)度無(wú)關(guān)的此外因素還包含電源電壓、負(fù)載變卦、相位噪聲與顫動(dòng)，這些方針理應(yīng)規(guī)定進(jìn)去。關(guān)于財(cái)制造產(chǎn)品，有時(shí)還緊要提出振動(dòng)、打擊方面的方針，軍用品與宇航設(shè)備的要求屢屢更多，譬如壓力變卦時(shí)的容差、受輻射時(shí)的容差，等等。

       輸出

       必須思慮的另外參數(shù)是輸出類型、相位噪聲、顫動(dòng)、電壓本性、負(fù)載本性、功耗、封裝模式，關(guān)于財(cái)制造產(chǎn)品，有時(shí)還要思慮打擊與振動(dòng)、以及電磁騷動(dòng)擾攘侵犯（EMI）。晶體振蕩器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL與正弦波輸出。每種輸出類型都有它的奇特波形本性與用處。理應(yīng)存眷三態(tài)或互補(bǔ)輸出的要求。對(duì)稱性、上升與降落時(shí)間以及邏輯電平對(duì)某些運(yùn)用來(lái)講也要作出規(guī)定。很多DSP與通信芯片組屢屢緊要嚴(yán)格的對(duì)稱性（45%至55%）與疾速的上升與降落時(shí)間（小于5ns）。

       相位噪聲與顫動(dòng)

       在頻域丈量得到的相位噪聲是短時(shí)間搖動(dòng)度的實(shí)際上量度。它可丈量到核心頻率的1Hz以內(nèi)與通常丈量到1MHz。

       晶體振蕩器的相位噪聲在闊別核心頻率的頻率下有所改進(jìn)。TCXO與OCXO振蕩器以及另外操作基波或諧波方法的晶體振蕩器具有最好的相位噪聲功能。接納鎖相環(huán)合成器制造生輸出頻率的振蕩器比接納非鎖相環(huán)技術(shù)的振蕩器通常泛起較差的相位噪聲功能。

顫動(dòng)與相位噪聲干系，可是它在時(shí)域下丈量。以輕輕秒體現(xiàn)的顫動(dòng)可用有用值或峰—峰值測(cè)出。很多運(yùn)用，比方通信Internet、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、ATM與SONET要求必須愜心嚴(yán)格的拌動(dòng)方針。緊要親近當(dāng)心在這些體系中運(yùn)用的振蕩器的顫動(dòng)與相位噪聲本性。

       電源與負(fù)載的影響

       振蕩器的頻率搖動(dòng)性亦遭到振蕩器電源電壓變幻以及振蕩器負(fù)載變幻的影響。準(zhǔn)確決意振蕩器可將這些影響減到最少。辦理者應(yīng)在建議的電源電壓容差與負(fù)載下考試振蕩器的功能。不能奢望只能分外驅(qū)動(dòng)15pF的振蕩器在驅(qū)動(dòng)50pF時(shí)會(huì)有好的體現(xiàn)。在跨越建議的電源電壓下任務(wù)的振蕩器亦會(huì)泛起較差的波形與搖動(dòng)性。

       關(guān)于緊要電池供電的器件，未緊要思慮功耗。引入3.3V的制造品注定要拓荒在3.3V下任務(wù)的振蕩器。

       較低的電壓允許制造品在低功率下運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)今大部份市售的皮相貼裝振蕩器在3.3V下任務(wù)。很多接納傳統(tǒng)5V器件的穿孔式振蕩器正在從新辦理，以便3.3V下任務(wù)。

       封裝

       與另外電子元件相通，時(shí)鐘振蕩器亦接納越來(lái)越小型的封裝。大普通信技術(shù)有限公司或許或許依照客戶的緊要制作各品種型、差別尺寸的晶體振蕩器（具體資料請(qǐng)參看制造品手冊(cè)）。通常，較小型的器件相比大型的皮相貼裝或穿孔封裝器件更卑賤。所以，小型封裝屢屢要在功能、輸出決意與頻率決意之間作出折衷。

       任務(wù)環(huán)境

       晶體振蕩器理論運(yùn)用的環(huán)境緊要謹(jǐn)慎思慮。比方，高強(qiáng)度的振動(dòng)或打擊會(huì)給振蕩器帶來(lái)標(biāo)題。

       除了或許或許制造生物理廢弛，振動(dòng)或打擊或許或許在某些頻率下惹起舛錯(cuò)的動(dòng)作。這些外部感應(yīng)的擾動(dòng)會(huì)制造生頻率跳動(dòng)、增加噪聲分量以及間歇性振蕩器失效。

       關(guān)于要求不凡EMI兼容的運(yùn)用，EMI是另一個(gè)要優(yōu)先思慮的標(biāo)題。除了接納相符的PC母板布局技術(shù)，緊要的是決意可提供輻射量最小的時(shí)鐘振蕩器。

通常來(lái)講，具有較慢上升/降落時(shí)間的振蕩器泛起較好的EMI本性。

       檢測(cè)

       關(guān)于晶振的檢測(cè), 通常僅能用示波器(緊要顛末電路板賜與加電)或頻率計(jì)實(shí)現(xiàn)。萬(wàn)用表或另外測(cè)試儀等是無(wú)法丈量的。假定不有條件或不有辦法果斷其利害時(shí), 那只能接納代換法了,這也是行之有用的。

       晶振常見的故障有: (a)內(nèi)部漏電； (b)內(nèi)部開路； (c)變質(zhì)頻偏；(d)與其相連的核心電容漏電。從這些故障看,運(yùn)用萬(wàn)用表的高阻檔與測(cè)試儀的VI曲線服從應(yīng)能檢查出(C),(D)項(xiàng)的故障，但這將取決于它的廢弛水準(zhǔn)。

       總結(jié)

       器件選型時(shí)通常都要留出一些余量，以包管制造品的靠得住性。選用較低檔的器件或許進(jìn)一步高漲失效幾率，帶來(lái)隱蔽的效益，這一點(diǎn)在相比制造品代價(jià)的時(shí)刻也要思慮到。要使振蕩器的“集團(tuán)功能”趨于平衡、合理，這就緊要權(quán)衡諸如搖動(dòng)度、任務(wù)溫度范圍、晶體老化效應(yīng)、相位噪聲、本錢等多方面因素，這里的本錢不單僅包含器件的代價(jià)，況且包含制造品全壽命的運(yùn)用本錢。

       附注

       下面先容了幾個(gè)足以體現(xiàn)出一個(gè)晶體振蕩器功能高低的技術(shù)方針，體會(huì)這些方針的含義，將有助于辦理項(xiàng)目師順利完成辦理項(xiàng)目，同時(shí)也或許大大削減整機(jī)生制造廠家的洽購(gòu)本錢。

       總頻差：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于規(guī)定的任務(wù)與非任務(wù)參數(shù)全數(shù)組合而惹起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱頻率的最大頻差。

       說(shuō)明：總頻差包含頻率溫度搖動(dòng)度、頻率常溫粗略度、頻率老化率、頻率電源電壓搖動(dòng)度（電壓本性）與頻率負(fù)載搖動(dòng)度（負(fù)載本性）共同構(gòu)成的最大頻差。通常只在對(duì)短時(shí)間頻率搖動(dòng)度關(guān)懷，而對(duì)此外頻率搖動(dòng)度方針不嚴(yán)格要求的場(chǎng)合接納。

頻率溫度搖動(dòng)度：在標(biāo)稱電源與負(fù)載下，任務(wù)在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏。

       說(shuō)明：

fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)

fTref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜,｜(fmin-fref)/fref｜] fT：頻率溫度搖動(dòng)度(不帶隱含基準(zhǔn)溫度)

fTref：頻率溫度搖動(dòng)度(帶隱含基準(zhǔn)溫度)