貼片晶振3225是表貼式的石英晶體，常用於精尖端電子產品上；貼片晶振的體積要比直插的晶振體積小很多。
基本介紹
- 中文名：貼片晶振
- 封裝：表貼式
- 材料：石英
封裝介紹,電器套用,技術指標,工作原理,發展趨勢,
封裝介紹
貼片晶振是表貼式的石英晶體，常用於精尖端電子產品上；貼片晶振的體積要比直插的晶振體積小很多。工藝相對複雜很多
電器套用
一種無突出引腳的的晶體振盪器，能提供高精度振盪。貼片晶振目前廣泛套用於手機， 電腦周邊數位相機，mp3,u盤等高新技術產業，頻率精度可以達到2ppm. 貼片晶振的主要封裝有：8045,7050,6035,5032,4025,3225,2520.
技術指標
⒈總頻差：在規定的時間內，由於規定的工作和非工作參數全部組合而引起的晶體振盪器頻率與給定標稱頻率的最大頻差。 說明：總頻差包括頻率溫度穩定度、頻率溫度準確度、頻率老化率、頻率電源電壓穩 定度和頻率負載穩定度共同造成的最大頻差。一般只在對短期頻率穩定度關心，而對其他頻 率穩定度指標不嚴格要求的場合採用。例如：精密制導雷達。 ⒉ 頻率溫度穩定度：在標稱電源和負載下，工作在規定溫度範圍內的不帶隱含基準溫度 或帶隱含基準溫度的最大允許頻偏。 ft=±（fmax-fmin）/（fmax+fmin） ftref =±max（fmax-fref）/fref|,|（fmin-fref）/fref|] ft:頻率溫度穩定度 （不帶隱含基準溫度） ftref:頻率溫度穩定度（帶隱含基準溫度） fmax :規定溫度範圍內測得的最高頻率 fmin:規定溫度範圍內測得的最低頻率 fref:規定基準溫度測得的頻率 說明：採用ftref指標的晶體振盪器其生產難度要高於採用ft指標的晶體振盪器，故 ftref指標的晶體振盪器售價較高。 ⒊ 頻率穩定預熱時間：以晶體振盪器穩定輸出頻率為基準，從加電到輸出頻率小於規定 頻率允差所需要的時間。 說明：在多數套用中，晶體振盪器是長期加電的，然而在某些套用中晶體振盪器需要 頻繁的開機和關機，這時頻率穩定預熱時間指標需要被考慮到（尤其是對於在苛刻環境中使 用的軍用通訊電台，當要求頻率溫度穩定度≤±0.3ppm（-45℃~85℃），採用ocxo作為本 振，頻率穩定預熱時間將不少於5分鐘，而採用dtcxo只需要十幾秒鐘）。 ⒋ 頻率老化率：在恆定的環境條件下測量振盪器頻率時，振盪器頻率和時間之間的關 系。這種長期頻率漂移是由晶體元件和振盪器電路元件的緩慢變化造成的，可用規定時限後 的最大變化率（如±10ppb/天，加電72小時後），或規定的時限內最大的總頻率變化（如： ±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年））來表示。 說明：tcxo的頻率老化率為：±0.2ppm~±2ppm（第一年）和±1ppm~±5ppm（十 年）（除特殊情況，tcxo很少採用每天頻率老化率的指標，因為即使在實驗室的條件下，溫 度變化引起的頻率變化也將大大超過溫度補償晶體振盪器每天的頻率老化，因此這個指標失 去了實際的意義）。ocxo的頻率老化率為：±0.5ppb~±10ppb/天（加電72小時後），± 30ppb~±2ppm（第一年），±0.3ppm~±3ppm（十年）。 ⒌頻率壓控範圍：將頻率控制電壓從基準電壓調到規定的終點電壓，晶體振盪器頻率的 最小峰值改變數。 說明：基準電壓為+2.5v,規定終點電壓為+0.5v和+4.5v,壓控晶體振盪器在+ 0.5v頻率控制電壓時頻率改變數為-110ppm,在+4.5v頻率控制電壓時頻率改變數為+ 130ppm,則vcxo電壓控制頻率壓控範圍表示為：≥±100ppm（2.5v±2v）。 ⒍壓控頻率回響範圍：當調製頻率變化時，峰值頻偏與調製頻率之間的關係。通常用規 定的調製頻率比規定的調製基準頻率低若干db表示。 說明：vcxo頻率壓控範圍頻率回響為0~10khz. ⒎頻率壓控線性：與理想（直線）函式相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量 度，它以百分數表示整個範圍頻偏的可容許非線性度。 說明：典型的vcxo頻率壓控線性為：≤±10%,≤±20%.簡單的vcxo頻率壓控線性計 算方法為（當頻率壓控極性為正極性時）： 頻率壓控線性=±（（fmax-fmin）/ f0）×100% fmax:vcxo在最大壓控電壓時的輸出頻率 fmin:vcxo在最小壓控電壓時的輸出頻率 f0:壓控中心電壓頻率 ⒏單邊帶相位噪聲￡（f）：偏離載波f處，一個相位調製邊帶的功率密度與載波功率之 比。
工作原理
計算機都有個計時電路，儘管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設備，但它們實際上並不是通常意義的時鐘，把它們稱為計時器（timer）可能更恰當一點。計算機的計時器通常是一個精密加工過的石英晶體，石英晶體在其張力限度內以一定的頻率振盪，這種頻率取決於晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個暫存器與每個石英晶體相關聯，一個計數器（counter）和一個保持暫存器（holdingregister）。石英晶體的每次振盪使計數器減1.當計數器減為0時，產生一個中斷，計數器從保持計數器中重新裝入初始值。這種方法使得對一個計時器進行編程，令其每秒產生60次中斷（或者以任何其它希望的頻率產生中斷）成為可能。每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒（clocktick）。 晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻並聯再串聯一個電容的二端網路，電工學上這個網路有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯諧振，較高的頻率為並聯諧振。由於晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率範圍內，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端並聯上合適的電容它就會組成並聯諧振電路。這個並聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振盪電路，由於晶振等效為電感的頻率範圍很窄，所以即使其他元件的參數變化很大，這個振盪器的頻率也不會有很大的變化。晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的並聯電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。一般的晶振振盪電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯的容量值就應該等於負載電容，請注意一般ic的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振盪電路就是比較好的選擇。
發展趨勢
1、小型化、薄片化和片式化：為滿足行動電話為代表的攜帶型產品輕、薄、短小的要求，石英晶體振盪器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑膠金屬向陶瓷封裝轉變。例如tcxo這類器件的體積縮小了30～100倍。採用smd封裝的tcxo厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經上市。 2、高精度與高穩定度，無補償式晶體振盪器總精度也能達到±25ppm，vcxo的頻率穩定度在10～7℃範圍內一般可達±20～100ppm，而ocxo在同一溫度範圍內頻率穩定度一般為±0.0001～5ppm，vcxo控制在±25ppm以下。 3、低噪聲，高頻化，在gps通信系統中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振盪器頻率顫抖的一個重要參數。ocxo主流產品的相位噪聲性能有很大改善。除vcxo外，其它類型的晶體振盪器最高輸出頻率不超過200mhz。例如用於gsm等行動電話的ucv4系列壓控振盪器，其頻率為650～1700mhz，電源電壓2.2～3.3v，工作電流8～10ma。 4、低功耗，快速啟動，低電壓工作，低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3v。許多tcxo和vcxo產品，電流損耗不超過2ma。石英晶體振盪器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的vg—2320sc型vcxo，在±0.1ppm規定值範圍條件下，頻率穩定時間小於4ms。日本東京陶瓷公司生產的smdtcxo，在振盪啟動4ms後則可達到額定值的90%。oak公司的10～25mhz的ocxo產品，在預熱5分鐘後，則能達到±0.01ppm的穩定度。
