标签: 晶振频差

晶振常用标称频率在1~200MHz之间。如果需要更高更稳定的输出频率，可以使用锁相环PLL将低频晶振进行倍频到1GHz以上的标称频率。锁相环PLL电路由以下几部分组成： 1. 晶振输出频率偏差过大，会怎么样？ 振荡器是通信系统中一个极其重要的元件，能够产生高纯度无谐波失真的正弦波，作为载波。如果晶振频偏超差，锁相环PLL锁偏导致频率出错，通信就会异常。晶振失效，则会导致通信中断。 除了频率误差的因素，我们可以从以下几点分析失效晶振的原因：负载电容，负性阻抗，激励电平，噪声，焊接等。 2. 晶振测试报告中，频率偏差是哪一项？ 晶振各项参数的分析应使用专业晶振测试仪器。S&A250B网络分析仪可以测量各尺寸直插及贴片石英晶体谐振器，可以提供精确的，重复性好的晶体测量方式，测量超过40种不同的参数。S&A280B测量石英晶体振荡器，分析输出波形及各类电性能参数。 每颗晶振都有不同的精度。在测试报告中，FL的含义是负载频率/调制频差，指常温25℃和标准负载电容条件下的振荡频率。 KOAN晶振公司配备了S&A280B/S&A250B测试仪器等。我们能够检测在温度、负载和功率电压变化条件下的频率稳定性。 3. 晶振的总频差包含哪些？ 频率稳定性表示晶振的输出频率因温度变化、频率老化、电压变化、输出负载变化等外部条件而发生的变化。我们常说的总频差就是这些工作和非工作参数全部结合起来而引起晶振频率和给定标称频率的最大偏差。

频率稳定性表示晶振的输出频率因温度变化、频率老化、电压变化、输出负载变化等外部条件而发生的变化。 我们常说的总频差就是这些工作和非工作参数全部结合起来而引起晶振频率和给定标称频率的最大偏差。 调整频差 25℃基准温度下，工作频率相对于标称频率所允许的偏差。石英晶体谐振器的规格书中，我们常看到调整频差用±30ppm max来表示，而实际的产品误差值会更小。 温度频差 在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的最大允许频偏。低的ppm值意味着在给定的温度范围内，晶振输出频率更稳定。 晶振内部都有晶 片，而晶片在制造过 程中以不同角度的切割方式来产生不同的温度特性。 老化率 频率随着时间的定向漂移。时钟振荡器的年老化率通常为3~5ppm。晶振厂家根据不同产品属性来设置不同的老化温度和时间。对晶片进行加速老化，使得晶片趋近于稳定精度来提高产品的稳定性。 电压变化 供电电压变化带来的频率偏差。晶振需要配合使用稳压电源，电压变化会带动电阻变化。输出电压需要保持在电源的额定值。 负载变化 负载在额定条件下变化带来的频率偏差。晶体谐振器必须与变化的负载匹配。如果晶体两端的等效电容和标称负载电容存在差异，晶体输出的频率将会和标称工作频率产生偏差。 KOAN晶振 我们会根据特定频率的温度特性规律，结合客户实际应用的温度范围，进行晶片切割误差的精选和推荐。以最大限度减少晶振在极端温度下的总频差。 凯擎小妹希望您在采购的时候，尽量预判产品的使用环境给我们作为参考。

晶振分为无源和有源，而有源晶振又分为普通时钟振荡器，压控晶振，温补晶振，恒温晶振。在选择合适的型号前，需要了解一下不同类型的晶振有什么特点。 类型 无源晶振 无源晶振(KX系列）内部没有独立起振电路，需要外部电路配合，并且精准匹配外部电容才可以输出信号；谐振器不需要直接连接供电电源，可以适应多种电压，所以一般只有输入端，输出端。 时钟振荡器 有源晶振比无源晶振输出信号质量好，稳定度高，不受外部电路影响，内部有独立的起振芯片。普通时钟晶振没有温度补偿功能，也没有电压控制功能。有多种波形可供选择：正弦波，方波。 压控振荡器 压控振荡器(VCXO; KV系列)指的是输出频率和输入控制电压有关系的振荡电路。压控范围通过调节控制电压改变输出频率，一般为±50~200ppm。压控晶振常常被用作调频器，可以产生调频信号，广泛应用在自动频率控制环路和锁相环环路中。 温补晶振 温补晶振 (TCXO; KT系列)利用压电晶体的物理特性，通过温度补偿电路减少环境温度对振荡频率的影响，从而提高频率稳定性。 恒温晶振 恒温晶振(OCXO; KO系列) 对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术，将晶体置于恒温槽内，通过设置恒温工作点，使槽体保持恒温状态，在一定范围内不受外界温度影响，达到稳定输出频率的效果。OCXO的石英晶片主要采用SC切割(也叫应力补偿切割)。 ​ 频率误差和稳定性 调整频差 25℃基准温度下，工作频率相对于标称频率所允许的偏差。常见的值为0.5ppm, 1ppm, 5ppm, 10ppm, 20ppm, 30ppm等等。其中OCXO精度最高，最少可达到3ppb = 0.003ppm。 石英晶体谐振器的规格书中，我们常看到调整频差用±30ppm max来表示。而实际的产品误差值会更小。KOAN实际测试数据显示，行业标准为±30ppm，KOAN的谐振器可以实现±5ppm。 温度频差 在不同的温度范围，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离，单位也是ppm。选择合适的温度范围和温度频差可以保证晶体的输出频率以及各种性能都符合指标的工作温度范围。 长期频率稳定 频率随着时间的定向漂移，也称为老化aging。老化在学术界被认为是‘质量迁移’和‘应力驰豫’这两个原因产生的。 晶振厂家根据不同产品属性来设置不同的老化温度和时间。 对晶片进行加速老化，使得晶片趋近于稳定精度来提高产品 的稳定性。 短期频率温度 晶振的短期频率稳定度由噪声Noise引起导致的频率不稳定。从频域来看，对应的参数是相位噪声Phase Noise；从时域来看，对应的参数是抖动Jitter。时间和频域之间的关系互为倒数Time=1/Frequency。

晶振的频率误差是晶振重要参数之一。频率的变化量经常用ppm/ppb表示晶体频率会偏离标称频率多少。值越小精度越高。在选择替换晶振时，除了频差，我们还需要考虑哪些因素呢？ 调整频差 25℃基准温度下，工作频率相对于标称频率所允许的偏差。常见的值为0.5ppm, 1ppm, 5ppm, 10ppm, 20ppm, 30ppm等等。其中OCXO精度最高，最少可达到3ppb = 0.003ppm。 石英晶体谐振器的规格书中，我们常看到调整频差用±30ppm max来表示。而实际的产品误差值会更小。KOAN实际测试数据显示，行业标准为±30ppm，KOAN的谐振器可以实现±5ppm。 温度频差 在不同的温度范围(-20~70℃普通级/民用级晶振；-40~85℃工业级晶振；-55~125℃属于宽温产品)，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离，单位也是ppm。 选择合适的温度范围和温度频差可以保证晶体的输出频率以及各种性能都符合指标的工作温度范围。 凯擎小妹建议 高精度的晶振替换低精度的晶振是没有问题的，例如20ppm替换30ppm，10ppm替换20/30ppm。小妹不建议用低精度的晶振替换高精度的晶振。32.768KHz晶振为例，精度越低，时间越不准。也有系统工作不稳定或者不工作的潜在问题。 晶振的替换，还需要注意什么? 温度工作范围 如果晶振的工作温度范围是-20℃~70℃，在-40℃~85℃也可能会正常运行。但是，它在最低和最高温度下工作的稳定性会变差。所以答案是：可以，但是不建议。 负载电容 假如KX50-32.000-F-10和KX50-32.000-F-16这两个晶振的参数都可以满足要求，我们需要权衡能量损耗和频率的稳定性。