影响石英晶振稳定性的因素有哪些?

作者: 杏盛晶振 日期:2023-01-11 浏览量:

  石英晶振的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定晶体振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。工业级标准规定的-40~+85℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-20~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要,然后规定晶振的稳定度,指标过高意味着花钱愈多。




  石英晶振老化是造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同,有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化,也就是说在产品使用的第一年,这种现象才最为显著。例如,使用10年以上的晶体,其老化速度大约是第一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况,也可以采用调节的办法解决,比如,可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。


  与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动,这些有源晶振指标应该规定出来。对于工业产品,有时还需要提出振动、冲击方面的指标,军用品和宇航设备的要求往往更多,比如压力变化时的容差、受辐射时的容差,等等。


  用来制作石英晶振的材料一般是人造的石英水晶,这样可以大规模的生产也成降低成本,只有少部分才会使用天然的石英水晶,然而现在进口的晶振材料都在上涨,不少晶振厂家为了节省成本以次充好,用劣质的材料大批量的生产晶振。用这样的原料容易导致贴片晶振或圆柱晶振的精度低,温度不过关,容易不起振,故障等问题。


  器件选型时一般都要留出一些余量,以保证产品的可靠性。选用较高档的器件可以进一步降低失效概率,带来潜在的效益,这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要石英晶振的“整体性能”趋于平衡、合理,这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素,这里的成本不仅仅包含器件的价格,而且包含产品全寿命的使用成本。

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