晶振基礎(chǔ)知識(shí)2

第二篇晶振基礎(chǔ)知識(shí)一、產(chǎn)品分類石英晶體振蕩器分為下列二類6種型號(hào)：類別型號(hào)代號(hào)含義1普通石英晶體振蕩器CXO沒有溫度控制和溫度補(bǔ)償裝置的，頻率溫度特性基本上由所用石英晶體諧振器確定的振蕩器。壓控石英晶體振蕩器VCXO用控制電壓使頻率按一定規(guī)律偏移或調(diào)制的石英晶體振蕩器。溫度補(bǔ)償石英晶體振蕩器TCXO帶有熱敏電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的減少溫度引起頻率變化的石英晶體振蕩器。數(shù)字補(bǔ)償石英晶體振蕩器DCXO帶有數(shù)字電路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的減少溫度引起頻率變化的石英晶體振蕩器。2恒溫控制石英晶體振蕩器OCXO帶有溫度控制裝置，使石英諧振器溫度基本不變以減少溫度引起頻率變化的石英晶體振蕩器。組合恒溫石英晶體振蕩器POCXO是一種組合型石英晶體振蕩器，利用數(shù)字電路以達(dá)到高振蕩頻率晶體振蕩器的高穩(wěn)定性，低老化率。二、術(shù)語(yǔ)和定義1、標(biāo)稱頻率（FO），單位：MHz。

是由產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的振蕩器的額定輸出頻率或頻率的標(biāo)稱值。2、輸出頻率（F），單位：MHz。

振蕩器在某特定條件下，在其輸出端實(shí)際輸出的頻率。3、頻率溫度特性（Fs），單位：ppm。

在工作溫度范圍內(nèi)，振蕩器輸出頻率隨環(huán)境溫度變化的特性，稱頻率溫度特性（簡(jiǎn)稱：溫度特性）?？杉?xì)分為：高溫特性（Fth)和低溫特性（Ftl)。計(jì)算公式如下：

A、溫度特性：Fs=（Fmax-Fmin）/Fo

式中：Fmax、Fmin分別為工作溫度范圍內(nèi)最大和最小的輸出頻率。

Fo：標(biāo)稱頻率。

B、高溫特性：△Fth=∣Fth-F25∣/Fo

低溫特性：△Ftl=∣Ftl-F25∣/Fo

式中：F25---在25℃環(huán)境溫度下的輸出頻率。

Fth---在工作溫度范圍內(nèi)高端的環(huán)境溫度下的最大輸出頻率。

Ftl---在工作溫度范圍內(nèi)低端的環(huán)境溫度下的最小輸出頻率。4、頻率準(zhǔn)確度（Fv），單位：ppm。

振蕩器的實(shí)際輸出頻率與標(biāo)稱頻率的相對(duì)偏差量。5、頻率重現(xiàn)性（Fr），單位：ppm。

又稱開機(jī)再現(xiàn)性，是振蕩器重復(fù)開機(jī)時(shí)輸出頻率的相對(duì)變化量。一般的測(cè)試方法如下：

常溫開機(jī)t1時(shí)間后測(cè)輸出頻率F1，常溫?cái)嚯妕2時(shí)間后，常溫開機(jī)t3時(shí)間后測(cè)輸出頻率F2。（t1、t2、t3

由產(chǎn)品詳細(xì)測(cè)試規(guī)范規(guī)定）。6、開機(jī)特性（Fa），單位：ppm或ppb。

又稱開機(jī)穩(wěn)定度。振蕩器開機(jī)經(jīng)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間t1后的輸出頻率F1與達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間t2后的輸出頻率F2的相對(duì)變化量（t1、t2由產(chǎn)品詳細(xì)測(cè)試規(guī)范規(guī)定）。

7、老化率（K），單位：ppm或ppb。

分日老化率（Kd）、月老化率（Km）、年老化率（Ky）。

振蕩器在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中輸出頻率隨時(shí)間的線性變化稱為老化，單位時(shí)間內(nèi)的頻率相對(duì)老化量稱老化率。8、日頻率波動(dòng)（Sd），單位：ppm或ppb。

簡(jiǎn)稱日波動(dòng)。振蕩器經(jīng)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間t1后，24小時(shí)內(nèi)輸出頻率最大的相對(duì)變化量。一般是：在24小時(shí)內(nèi)每1小時(shí)測(cè)一次，共測(cè)25次。

9、相位噪聲（Pn），單位：dBc/Hz。

振蕩器在偏離標(biāo)稱頻率Fo的△f處1Hz帶寬內(nèi)由噪聲的相位調(diào)制引起的單邊帶功率與信號(hào)總功率之比。一般，△f分別?。?Hz、10Hz、100Hz、1KHz、

10KHz、100KHz10、頻率調(diào)節(jié)范圍（Tr），單位：Hz。

又稱微調(diào)范圍、調(diào)頻范圍、可調(diào)范圍。通過(guò)調(diào)節(jié)振蕩器的頻率調(diào)節(jié)裝置，振蕩器輸出頻率的最大相對(duì)改變范圍。分為電調(diào)式和機(jī)械式。11、頻率電源效應(yīng)（△Fv），單位：ppm或ppb。

簡(jiǎn)稱電源效應(yīng)。在其它條件不變的條件下，電源電壓變化

△V（由產(chǎn)品詳細(xì)測(cè)試規(guī)范規(guī)定，缺省時(shí)，△V=±5％*Vcc）時(shí)，振蕩器輸出頻率的相對(duì)變化量。12、頻率負(fù)載效應(yīng)（△FL），單位：ppm或ppb。

簡(jiǎn)稱負(fù)載效應(yīng)。在其它條件不變的條件下，負(fù)載變化△R

（由產(chǎn)品詳細(xì)測(cè)試規(guī)范規(guī)定，缺省時(shí)，△R=±5％*RL）時(shí)，振蕩器輸出頻率的相對(duì)變化量。13、工作溫度范圍（Tw），單位：℃。

簡(jiǎn)稱工作溫度。是振蕩器所處的環(huán)境溫度范圍，在其范圍內(nèi)，振蕩器所有的技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)保證。14、儲(chǔ)存溫度范圍（Ts），單位：℃。

是振蕩器儲(chǔ)存的環(huán)境溫度范圍，在其范圍內(nèi)，振蕩器不通電儲(chǔ)存，無(wú)性能退化或永久損壞。15、額定電源電壓（Vcc），單位：V。

簡(jiǎn)稱電源電壓。振蕩器的供電電源，在此電源電壓下，振蕩器能夠保證指標(biāo)（電源電壓的變化范圍為±5％）。16、預(yù)熱電流（Imax）或預(yù)熱功率（Pmax），單位：mA

或W。

又稱開機(jī)電流、最大電流或開機(jī)功率、最大功率。在常溫（25±5℃）的條件下，振蕩器在額定電源電壓下開始通電工作時(shí)，振蕩器所消耗的最大電流或最大功率。功率的計(jì)算公式如下：Pmax=Vcc*Imax。17、工作電流（Io）或工作功率（Po），單位：mA

或W。

在常溫（25±5℃）的條件下，振蕩器在額定電源電壓下經(jīng)額定的預(yù)熱時(shí)間后，振蕩器達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所消耗的電流或功率。Po=Vcc*Io。18、輸出波形（Sout）。

振蕩器的輸出在示波器上呈現(xiàn)的波形，分為正弦波、準(zhǔn)正弦波、方波等。19、輸出幅度（Vout），單位：Vpp；輸出功率（Pout），單位：dBm。

振蕩器加額定的電源電壓，在輸出端加額定負(fù)載，輸出為正弦波或準(zhǔn)正弦波時(shí)，振蕩器輸出的電壓峰-峰值或有效值稱為輸出幅度。（一般用示波器直接測(cè)量）輸出功率：Pout=（Vout）2/RL。用頻譜儀直接測(cè)量。20、額定負(fù)載（RL），單位：Ω。

又稱輸出負(fù)載。振蕩器輸出端所接的負(fù)載（由產(chǎn)品測(cè)試規(guī)范規(guī)定），在此負(fù)載下，振蕩器能保證指標(biāo)。21、輸出電平（VoL和VoH），單位：V。

振蕩器加額定的電源電壓，在輸出端加額定負(fù)載，輸出為方波時(shí)，振蕩器輸出的低電平電壓和高電平電壓。22、占空比（SYM），單位：％。

振蕩器輸出為方波時(shí)，方波信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，高電平所占周期（TH）與一個(gè)完整周期（To）的比率。指標(biāo)沒要求的按40％～60％測(cè)試。

TH

To23、上沿延遲（Tr）和下沿延遲（Tf），單位：ns。

上沿延遲：振蕩器輸出為方波時(shí)，方波信號(hào)從幅度為Vo*10％上升到幅度為Vo*90％所延遲的時(shí)間。

下沿延遲：振蕩器輸出為方波時(shí)，方波信號(hào)從幅度為Vo*90％下降到幅度為Vo*10％所延遲的時(shí)間。

注：Vo為方波信號(hào)的電壓幅度。指標(biāo)沒要求的，上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間默認(rèn)為≤6ns。24、雜散抑制或頻譜純度，單位：dBc。

有用信號(hào)以外的信號(hào)稱為雜散抑制，簡(jiǎn)稱雜散。指標(biāo)沒要求的，默認(rèn)為≤-75dBc。25、諧波抑制，單位：dBc。

就是標(biāo)頻信號(hào)的N（N=1，2，3…）倍信號(hào)。指標(biāo)沒要求的，默認(rèn)為≤-30dBc，高次諧波默認(rèn)≤-50dBc（5

倍標(biāo)頻以上）。26、中心電壓。

振蕩器外加壓控電壓范圍的一半。一般為2.5V±0.2V。27、壓控電壓范圍。

又稱控制電壓（VC），就是振蕩器外加的壓控電壓范圍（由產(chǎn)品詳細(xì)測(cè)試規(guī)范規(guī)定）。一般有以下幾種：

a、0～5Vb、0～4Vc、0.5～4.5Vd、0～3.3V三、石英晶體特性。1、石英晶體的材料。

分為以下兩種：

a、天然水晶b、人造水晶（SiO2）2、石英晶體的種類。

分為以下幾種：AT切、BT切、FC切、SC切等。這幾種切型晶體的厚切變角度如下：

a、AT切為35°15′。b、BT切為-49°。

c、FC切為34°45′。d、SC切21°93′、34°11′3、晶體諧振器按泛音分，可分為基頻、三次泛音、五次泛音。四、B模與C模。1、B模與C模原理圖如下：2、B模抑制回路。

又稱串聯(lián)抑制回路，一般F串=（1.10～1.25）*Fo。串聯(lián)等效電容的計(jì)算公式如下：

C′=C串/（（F串/Fo）2-1）。注：C串為串聯(lián)電容的容值；F串為在網(wǎng)絡(luò)分析儀上測(cè)出來(lái)的頻率；Fo為晶體的頻點(diǎn)。3、C模抑制回路。

又稱并聯(lián)抑制回路，一般F并=（0.70～0.85）*Fo。并聯(lián)等效電容的計(jì)算公式如下：

C′=C并*（1-（F并/Fo）2）。注：C并為并聯(lián)電容的容值；F并為在網(wǎng)絡(luò)分析儀上測(cè)出來(lái)的頻率；Fo為晶體的頻點(diǎn)。4、AT切的晶體無(wú)需