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专业知识(shí)

晶振关(guān)键参数

1、工(gōng)作频(pín)率

晶振(zhèn)的频率范围一(yī)般在1到70MHz之(zhī)间。但也有诸如通用的32.768kHz钟(zhōng)表晶体那样的特殊低频晶体。 晶(jīng)体(tǐ)的物理厚(hòu)度限制其频率上限(xiàn)。 归功于类似(sì)反 向台面(invertedMesa)等制造(zào)技术(shù)的发展(zhǎn),晶体的频(pín)率(lǜ)上限已从前(qián)些年的30MHz提(tí)升到200MHz。工作频率(lǜ)一般按工作温度25°C时给出。 可利用泛频(pín)晶体(tǐ)实现200MHz以上输出(chū)频率的更高频率晶振。另外,带内(nèi)置PLL 频率(lǜ)倍(bèi)增(zēng)器的晶振可(kě)提供1GHz以(yǐ)上的频率。当需(xū)要UHF和微波频率时,声(shēng)表波(SAW)振荡器是种选择。

2、频率精度(dù):1PPM=1/1,000,000

频率精度(dù)也称(chēng)频率容限,该(gāi)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(qí)常用的(de)表度方法是于特定频率相比的(de)偏移百分比或百万分之几(ppm)。例如,对一(yī)款精度±100ppm的 10MHz晶振来说(shuō),其实际频率在10MHz±1000Hz之间。 (100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz 它与下(xià)式(shì)意义相同(tóng):1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典型的频率(lǜ)精度范围在1到 1000ppm,以最(zuì)初的25°C 给出。精度很高的晶振以十亿分(fèn)之几(jǐ)(ppb)给出(chū)。

3、频率稳定性

该(gāi)指标量度在一个(gè)特(tè)定温度范围(如:0°C到 70°C 以(yǐ)及(jí)-20°C到 70°C)内,实际频率与(yǔ)标称频率的背离程(chéng)度。稳定性(xìng)也以ppm给出,根据晶(jīng)振(zhèn)种类的不同,该指标从10到 1000ppm变化(huà)很(hěn)大。

4、老(lǎo)化

老化指的是频率随时间长期流逝(shì)而产生的变化,一般以(yǐ)周、月或年计算。它于(yú)温度、电压及其它条件无关(guān)。在晶(jīng)振(zhèn)上电使用的最(zuì)初(chū)几周(zhōu)内, 将发(fā)生主要(yào)的频(pín)率改变。该(gāi)值(zhí)可在5到10ppm 间。在最初这段时间后(hòu), 老化引(yǐn)起的频率变化速率将趋缓至几ppm。

5、输出(chū)

有提供不同种类输出信号(hào)的(de)晶(jīng)振。输(shū)出大多是脉冲或逻辑电平,但也有正弦波(bō)和嵌位正弦波(bō)输(shū)出。 一(yī)些(xiē)常见的(de)数字(zì)输出包括:TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。 许多数字输出(chū)的占空比是(shì)40%/60%,但有些型(xíng)号可实现45%/55%的输出占空比。一些型(xíng)号(hào)还提供三态输(shū)出。一般还以扇出数或容(róng)抗值(zhí)(pF)的方式(shì)给出了最大负载。

6、工作电压

许(xǔ)多晶振工作在5V直流。但新产品可工作在1.8、2.5和(hé) 3.3V。

7、启(qǐ)动时间

该(gāi)规范度量的是系统上电后(hòu)到输出(chū)稳定时所需的时(shí)间。在(zài)一些器件内(nèi),有一(yī)个控(kòng)制晶振输出开/闭的使能脚(jiǎo)。

8、相噪

在频(pín)率很高或应(yīng)用要求超稳频率时,相噪是个(gè)关(guān)键指标(biāo)。它(tā)表度(dù)的是输(shū)出频率短时的随机漂移。它也被称为抖动,它产生某类相(xiàng)位或(huò)频率(lǜ)调制。该指(zhǐ)标(biāo)在(zài)频(pín)率范围内用频谱分析仪测量(liàng),一般(bān)用dBc/Hz表(biǎo)示相噪(zào)。 晶振(zhèn)输出的不带相(xiàng)噪的正弦波被称为载波(bō),在频谱分析仪上显现为一条工作频率上的垂直线。 相(xiàng)噪(zào)在载波之(zhī)上和之下产生边带。 相噪幅度(dù)表示(shì)为边带功(gōng)率幅值(Ps)与载(zǎi)波功率幅值(Pc)之比,以分贝表示: 相噪(dBc)=10log(Ps/Pc) 相噪的测(cè)量(liàng)以(yǐ)载波的(de)10kHz或100kHz频率(lǜ)增量(liàng)计算, 但也用到低至10Hz或 100Hz的其(qí)它频率(lǜ)增(zēng)量。相噪度量一般规整(zhěng)为与1Hz相等(děng)的带(dài)宽。取决于载波(bō)的(de)频率增量(liàng),典型的相噪值在-80到(dào)-160dBc 之间。

9、可调性(Pullability)

该指标表度的是(shì)通过对一个(gè)压控晶振(VCXO)施加一(yī)个外部控制电压时, 该电压所(suǒ)能(néng)产生的频率(lǜ)改(gǎi)变。 它表(biǎo)示的是最(zuì)大可能的频率变(biàn)化, 通(tōng)常(cháng)用ppm表示。 同 时还给出控制电压水平(píng),且(qiě)有(yǒu)时还提供以百分比表示的线性值。典型的直流控制(zhì)电压范围在0到(dào) 5V。频(pín)率(lǜ)变化与控(kòng)制电压间的线性(xìng)关系可(kě)能是个问题。

10、封装

晶振有许多种(zhǒng)封装(zhuāng)形态。过去,最(zuì)常用的是金属壳封装(zhuāng),但(dàn)现在,它(tā)已被更新的(de)表(biǎo)贴(SMD)封装(zhuāng)取代。命名(míng)为(wéi)HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的金(jīn)属(shǔ)封装一般采(cǎi)用的是标准的DIP 通孔(kǒng)管脚。 而常见的(de)SMD 封(fēng)装大小是5×7mm。 源于蜂窝手机制造商的(de)要求,SMD封装的(de)趋势是越做越薄。

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