原创晶振-体积小作用大

 2018-4-4 17:29  1313 15 2 分类: 工业电子文集: 电子元件

每个单片机系统里都有晶振(晶体震荡器)，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快那么晶振该如何分类？

1、从外观上可以划分为：圆柱晶振（DIP）、贴片晶振（SMD）。

谐振器一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。HC-49U一般称49U，有些采购俗称 “高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。贴片型是按大小和脚位来分类。例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。脚位有4pin和2pin之分。

而振荡器也是可以分为插件和贴片。插件的可以按大小和脚位来分。例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。不过要注意的是，这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)， TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。

2、从工作性能上分为：石英晶体谐振器（无源）、石英晶体震荡器（有源，带电压的。晶体振荡器又可分为Package石英振荡器(SPXO)、温度补偿石英振荡器(TCXO)、电压控制石英振荡器(VCXO)、恒温槽式石英振荡器(OCXO)）。

晶振的精度单位是（PPM）不仅是决定了晶振的价格，也决定了是否符合你产品的技术参数。一般常用的精度为20PPM。那么影响晶振精度的因素有哪些呢？

尽管一个石英晶体振荡器的频率精度是正负20PPM，但可能会因为电压变动有正负10PPM的影响，焊接温度有正负5PPM的影响，机械振动与冲击有正负3PPM的影响，温度范围可能有正负5-20PPM的影响等等。

这些都十分常见的影响精度的因素，必须考虑进去，单石英晶体振荡器厂商却只告诉客户产品的精度是正负20PPM。事实上，实际应用环境中精度可能只能达到50PPM。因此，客户需要50PPM精度的时候，选择了20PPM的石英晶体振荡器是正确的。

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。要使振荡器的“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。

一般民用产品使用的是普通晶体谐振器，由于一些高端智能产品对晶振的要求更加严格，使用的是振荡器。振荡器的优势：快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势，电源电压一般为3.3V。许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。

晶振的应用非常广泛，常用于：智能手机、平板电脑、蓝牙、数码产品、LED显示屏、通讯设备、安防产品、数码科技、汽车电子、智能机器人、医疗设备、无人机以及高端的航空领域等。还被广泛应用到军、民用通信电台，微波通信设备，程控电话交换机，无线电综合测试仪，BP机、移动电话发射台，高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等等。90%的电子设备中都有用到晶振，它是是电子产品里面的“小心脏”。

如今晶振不断实现从大尺寸到小尺寸的精细化发展，与智能硬件产品相匹配。随着智能硬件的广泛普及，晶振行业将迎来一个更大的市场发展空间，更广阔的发展前景。

1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～7范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪声，高频化

4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2mA等等。

晶体谐振器现已被广泛使用，很多厂商在考虑成本因素的前提下，甚至用晶体谐振器代替振荡器。晶体谐振器常见有3种封装方式：金属、陶瓷、玻璃。其中金属封装最为常见，玻璃封装则最为便宜，但含铅（技术瓶颈）；陶瓷封装价格介于两者之间，但技术要求高，晶振在其中的作用至关重要。随着电子功能越来越强大,对于晶振的要求越来越高.TCXO振荡器,VC-TCXO振荡器,VCXO振荡器系列适用于汽车电子,医疗仪器,无人机,智能机器人等高端智能产品领域.