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关于晶振的分类和介绍

发表时间:2022/3/26 16:42:10  浏览次数:2614  
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常见种类

我们常说的晶振有两种:

需要驱动电路产生频率信号,这种晶振称为晶体谐振器,常见的有49S封装、2脚封装SMD3225、5032和少数4脚贴片封装。

无需加驱动电路,加电压信号产生频率信号,称为晶体振荡器,基本上至少是4脚封装,包括电源脚、地脚、电压控制端、频率输出,晶体振荡器由分恒温晶振OCXO温补晶振TCXO

主要参数选择

在这里我们主要关注晶体谐振器。一般晶振的主要参数有核心频率、工作温度、精度值、等效串联阻抗、匹配电容、封装形状等。

晶振的核心频率,通常核心频率的选择取决于需要频率的组件的要求,比如一个时钟芯片需要32.768KHz的晶振,MCU一般默认在范围内。从4M到几十M。

之所以将晶振的工作温度和工作温度分开取,是因为晶振是物理元件,工作温度与价格成正比。

晶振的精度值,典型精度为0.5ppm、5ppm、10ppm、20ppm、50ppm等。其中,目前国内仅通过数字补偿即可达到0.5ppm,国外即使在3225或2016也能达到高精度。精度选择通常是指对频率要求高的器件的精度要求。例如,高精度时钟芯片通常在5 ppm 范围内,典型应用选择在20 ppm 左右。

晶振的等效串联阻抗,该参数主要与驱动能力,即驱动电流有关。等效电阻越小,所需的驱动电流越小。对外部驱动电路的适应性更高。

晶振的匹配电容可以通过改变匹配电容的参数值来改变晶振的核心频率。这意味着可以通过调整晶振的匹配电容来微调精度。这也是国内制作高精度温补晶振的主要方式。

封装形式

目前晶振的封装形式多种多样,应根据实际情况进行选择,主要考虑基板的空间、加工方法、成本等。

常见注意事项

一般来说,晶振是系统的核心器件,晶振的好坏直接关系到整个系统的稳定性,主要需要注意的是:

与加工技术有关的有两个方面。

一是过高温回流焊由于晶振是物理元件,过回流焊时的高温会对晶振的频率产生一定的影响,偏离核心要特别注意频率.需要.使用K 级晶振时。

一种是清洗过程中的超声波清洗,因为当超声波频率下降到晶振的工作频率时,晶振发生共振,晶振内部的芯片损坏成为次品。

一般来说,应用中要注意的一点是晶振工作在稳定状态,如果晶振出现故障,晶振往往会长时间工作在过驱动或欠驱动状态。这可以通过查看晶体振荡器的输出引脚波形来分析。过度运行会使晶振无法达到正常使用寿命,而欠速运行会削弱晶振的抗干扰能力,导致系统经常无故掉时钟。

抗干扰设计

由于晶振是小信号器件,容易受到外界干扰,可能导致系统时钟出现问题。

这主要从两个方面来处理。

一是要注意在通常用于包接地的布局中对晶振时钟信号的处理。

一种是处理板上不同频率的器件,这需要不同频率之间的隔离。

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