原创 晶振品类细分,你了解吗?

2022-6-30 15:13 194 2 2 分类: 工业电子 文集: 晶振

      石英晶振按属性可划分为石英晶体振荡器(有源晶振)和石英晶体谐振器(无源晶振)。

  有源晶振 = 无源晶体+逻辑电路。有源晶振自身是一个完整的振荡器,有4只引脚分别为 VCC(接电压)、GND(接地)、OUT(时钟信号输出)、NC(悬空)。有源晶振精密度和稳定性高于无源晶振,振荡器内部本身除了有加工过的压电石英晶片外,还要有源振荡器IC,以及电阻两颗,电容两颗,有些会有一颗三级稳压管等原件。

  无源晶振结构相对简单,主要由按照一定形状切割后的石英晶片和两个电极板组成,其自身无法振荡,需要电容电阻等元器件起振。无源晶振通常只有两个脚是功能脚,其余引脚并无功能性。无源晶振具有信号电平可变、低成本、低功耗等优势,应用场景十分丰富。

  有源晶振VS无源晶振

晶振品类细分,你了解吗?

  无源晶振按封装形式进一步分为SMD无源贴片晶振和 DIP无源直插晶振

  贴片晶振主要采用先进的晶片的抛光工艺技术,使晶片表面更光洁,平行度及平面度更好,大大地降低谐振电阻,精度得到了很大的提升;同时,SMD 晶振体积小巧,适用于对尺寸要求较高的应用场景,比如智能手机、无线蓝牙、平板电脑等电子数码产品。

  DIP 晶体谐振器最常见的频率为 32.768KHz,产品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm,体积略大于贴片晶振。此类产品通常应用于钟表、平板电脑、微型计算机、计算器、家电自动控制和工业自动控制等领域,上述终端产品给微型元器件提供的安装空间相对充裕。

  DIP 晶体谐振器最常见的频率为 32.768KHz,产品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm,体积略大于贴片晶振。此类产品通常应用于钟表、平板电脑、微型计算机、计算器、家电自动控制和工业自动控制等领域,上述终端产品给微型元器件提供的安装空间相对充裕。

晶振品类细分,你了解吗?

  有源晶振根据国际电工委员会(IEC)标准可分为 4 类:普通晶体振荡器、电压控制式晶体振荡器(VCXO)、温度补偿式晶体振荡(TCXO)和恒温控制式晶体振荡(OCXO)。

  普通晶体振荡器(SPXO):是最基本的有源类型,其稳定性完全由石英晶体固有特性决定。其性能与其它无源谐振器相比有了提升:即使是尺寸为 2.5mmx2.0mm 的晶振,在环境温度为-45℃至 105℃区间,也可实现±50ppm 的稳定性。

  电压控制晶振(VCXO):压控晶振中常使用 AT 切石英谐振器,通过在振荡回路中引入一个可调元件,来实现振荡频率随压控电压调节的功能。可调元件通常为变容二极管,通过外加电压使变容管的电容值发生改变,进而使谐振回路的谐振频率随之变化,达到压控的目的。

  温度补偿晶振(TCXO):如果固有频率与石英晶体的温度稳定性不能满足应用要求,可以采用温度补偿晶振。通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化来抵消因温度环境而产生的频率漂移。TCXO 的精度误差可控制在±0.5ppm 至±2ppm。

  恒温控制晶振(OCXO):具有烤腔的振荡器将晶体加热到高温,这样以来即使环境温度发生改变,晶体的温度也保持稳定。OCXO 的频率偏差可低至 0.025ppm。而这种稳定性的提升是以增加功耗为代价的,典型的 OCXO 可能需要 0.5 到 5W 的功率来维持内部温度。


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