标签: 贴片晶振

等效电阻ESR是晶体在等效电路中的总电阻。 谐振电阻 RR是晶振本身的电阻值。大小取决于晶体的内部摩擦、电极、支架等机械振动时的损失，以及周围环境条件等的影响损失。谐振电阻较大或者较小对电路有不同的影响。以下是谐振电阻较大或者较小，对电路的影响： 谐振电阻较大 启动时间长 ：电路需要克服更大的阻力才能达到稳定振荡。不适合对启动时间比较敏感的设备。 功耗大 ：电路需要更多的能量来维持振荡，从而增加功耗。不适合电池供电的设备。 振荡稳定性降低 ：振荡不稳定，甚至可能导致晶振停振，从而影响系统的可靠性。 频率精度受影响 ：可能增加电路的负载效应，从而间接影响频率的精度。 谐振电阻较小 起振快 ：较低的电阻值可以让晶振更容易进入稳定振荡状态。适合需要快速响应的应用，如通信设备。 功耗降低 ：谐振电阻小，能量损耗减少，电路在维持振荡时消耗的电力更少。对于便携式和电池供电设备来说，能够延长电池寿命，提高设备的续航能力。 振荡稳定性提高 ：谐振电阻减少，KOAN晶振的能量损耗少，从而更稳定地维持输出频率，减少失真和抖动的概率。适合高精度应用，如精密测量和高频通信。 频率精度更高 ：由于负载效应较小，频率的漂移和误差也相应减少。设备能够在更长时间内保持准确的时钟信号。 电路优化策略 为了在设计中实现最佳性能，工程师可以采取以下策略： 选择高Q值晶片 ：选择高Q值晶片可以显著降低ESR，从而提高振荡器的效率和稳定性。 优化电路设计 ： 增益调整：确保振荡器电路具有足够的增益来补偿ESR的影响。 负载电容优化：调整负载电容CL以适应晶振的ESR特性。 放大器设计：设计更高增益的放大器或使用更敏感的电路配置。 权衡各种参数 ：在某些应用中，需要在ESR和其它电性能参数之间进行权衡。或综合考虑ESR、尺寸、功耗和成本等因素。

晶体振荡器用于产生稳定的频率信号。在选择晶振封装时，需要综合考虑多个因素：电路板设计、生产工艺、性能要求和成本等。KOAN凯擎小妹将介绍几种常见的晶振封装的特点及其优势：HC-49S/U/M、SMD贴片、圆柱、DIP金属封装、陶瓷晶振和MEMS晶振。 1. HC-49S/U/M 特点：传统封装，尺寸较大； 机械强度高，抗振性好；价格低，生产工艺成熟 应用：对于家电、电源设备等对尺寸要求不高的场合。适用于对空间要求不严格的传统电子设备。 2. SMD贴片 特点：小型化封装，常见尺寸从1612~7050mm; 适合自动化生产; 尺寸小，重量轻，适合高密度电路设计。 应用：用于移动设备、可穿戴设备、医疗电子、无线通信设备等对尺寸和重量有严格要求的产品。适用于对高频率和高精度有需求的电路设计。 KOAN晶振：贴片晶振有低抖动KJ系列，扩频晶振KM系列，差分KD系列等选择 3. 圆柱 特点：封装形式便于插入电路板。体积较小，封装强度较高。 应用：应用于便携式电子产品、遥控器、玩具等体积要求较小的场合。适用于高振动或机械冲击环境下的应用 KOAN晶振：kHz频率：KX1040, KX2060, KX3080； MHz频率：KX26, KX38 4. DIP金属封装 特点：高稳定性，高精度和耐用性 应用：应用于航空航天、通信基站等对环境适应性要求较高的场合。适用于对电磁兼容性（EMC）有严格要求的应用。 KOAN晶振：时钟振荡器：KS08, KS14; 压控晶振：KV08, KV14;温补晶振：KT14, KT14S, KT14CS;恒温晶振：KO2013, KO5050... 5. 陶瓷晶振 特点：采用陶瓷材料封装，具有良好的热稳定性和机械强度。具有良好的气密性和长期稳定性。 应用：主要应用于消费电子、工业控制、汽车电子等领域。特别适合温度变化较大的环境，如户外设备和汽车引擎控制系统。 6. MEMS晶振 特点：利用微机电系统技术制造，具有极小的封装尺寸.具有高频率稳定性和低功耗特点。抗振动性能优异，适合恶劣环境应用。 应用：广泛应用于对尺寸和功耗有严格要求的场合。适用于高频率和高精度需求的应用。

无线遥控器可以分为四种类型，其中每种类型可能采用不同的频率晶振。今天KOAN凯擎小妹聊一下常见的几种无线遥控器及其可能使用的晶振频率。 红外遥控器 红外遥控器通过红外线传输信号，通常使用红外LED来发送数据。这种类型的遥控器通常采用频率为 38kHz 的晶振。这个频率已经成为红外遥控器的行业标准，用于确保红外信号的稳定传输和接收。 - 38kHz圆柱晶体： KX2060/KX3080 蓝牙遥控器 蓝牙遥控器通常使用的晶振频率是 16MHz 。这个频率被用于产生蓝牙设备的时钟信号，以确保设备能够按照蓝牙通信标准进行通信和数据传输。 - 16MHz无源直插晶体： KX49S / KX49U - 16MHz无源贴片晶振： KX25/KX32/KX50/KX70... - 16MHz有源贴片晶振： KS25/KS32/KS50/KS70... 无线射频遥控器 无线射频RF遥控器通常会使用 315MHz或433MHz 等频率范围的晶振。这些频率通常被用于短距离的无线通信，用于发送遥控信号给接收器，例如控制车库门、无线门铃、遥控玩具等设备。 - KD差分晶振LVDS输出： KD__D WIFI遥控器 晶振用于产生WIFI设备的时钟信号，确保设备按照Wi-Fi通信标准进行通信和数据传输。对于2.4GHz频段的应用，可以使用 20MHz 晶振。对于5GHz频段，晶振频率可能为 40MHz或80MHz 。 - 无源晶振： 圆柱、直插、贴片 - 有源晶振： 直插、贴片 - 低抖动晶振： KJ系列 - 扩频晶振： KM系列

晶振的封装分为SMD贴片晶振和DIP插件晶振。焊接分为手工和机器焊接(回流焊和波峰焊)。 贴片晶振：回流焊 回流焊 回流焊主要用于贴片晶振的焊接。在焊盘上涂上焊锡膏后，把电子元件贴装在焊盘上。将空气或者氮气加热到足够高的温度后，吹向已经贴装好的线路板上。焊料融化后和主板粘结，达到元件焊接在电路板上的目的。 焊接步骤：预热区 → 加热区 → 冷却区 焊接流程：印刷焊锡膏 → 贴装元件 → 回流焊 → 清洗 贴片晶振尺寸 近年来，晶振的封装尺寸朝着小型化发展,例如便携式设备需要对封装有严格的要求。 1612--- 谐振器KX16,温补晶振KT16CS 2016--- 谐振器, 振荡器, 温补晶振都有此尺寸选择 2520--- LVDS和HCSL差分晶振可供选择 3225--- 主流晶振封装 5032--- 主流晶振封装，有防电磁干扰晶振选择 7050--- 应用比较广泛的尺寸，有多种特性晶振选择 直插晶振： 波峰焊 波峰焊 把插件元件放置到电路板上，再融化焊料让焊接面和高温液态锡接触。使用泵机把融化的焊料喷流成焊料波峰将电子元件的引脚通过焊料波峰与电路板连接。 焊接的四个部分：喷雾 → 预热 → 锡炉 → 冷却 焊接流程：插件 → 涂助焊剂 → 预热 → 波峰焊 → 冷却 → 切除多余的引脚 → 检查 直插晶振尺寸 DIP08/14--- KS, KV, KT系列都有此尺寸的选择 49S--- 封装尺寸10.5*3.5*3.8mm 49SMD--- 49S直插改型而来的假贴晶振 49U--- 封装尺寸11.05*4.65.13.46mm 圆柱1x4--- 仅有32.768kHz频率 2x6/3x8--- kHz和MHz频率选择 晶振失效原因 焊接温度过高或者时间过长，晶振内部电性能指标出现异常引起的不起振。KOAN晶振分为手工焊接和机器焊接(波峰焊和回流焊)。手工焊接烙铁头温度控制在350℃/3s或者260℃/5s。如果焊接操作不当会对晶振造成损伤，严重时会造成停振；或造成软伤害，即使可以正常工作，在未来的使用中也会造成停振的现象。 圆柱谐振器如果焊接温度过高或者加热时间过长会引起玻璃珠部分和内部结构损坏。焊接过程一定要规范操作，对焊接的时间和温度要严格的把控。

石英晶体在设备中用作时间或者频率的基准源。石英晶体谐振器可以当做一个机械振动系统。机械振动系统和电路是“等效”的。 机械振动 如上图，质量-弹簧-阻尼元件可依次对应电感-电容-电阻。另外，驱动力对应电压；质量的位移对应电容上的电荷；速度对应电流。 晶体的振荡能力(Spring)相当于串联电容C1; 振动质量(Mass)相当于串联动态电感L1; 机械损耗(Dashpot)相当于谐振电阻R1。 等效电路 C1: 动态电容由石英的硬度，电极面积，以及晶片的厚度和形状决定的。C1与晶片电极面积(晶体体积)和频率成正比。 L1：晶体的动态电感由石英的机械质量决定，与晶振的频率大小成反比：厚且大的石英晶片震动频率低；薄而小的晶片震动频率高。 R1：该电阻表示晶体在固有谐振频率下的等效阻抗，与Q值成反比。 C0：晶体两引脚之间的电容为静态电容C0。以水晶为介质，由两个金属电极形成的电容，和晶片电极面积(或晶体体积）大小和频率大小正比。