标签: 温度特性

音叉晶振具有体积小，功耗低的特点。最常见的频率是32.768kHz。广泛应用于钟表，手机，电脑，工业自动化设备等内部计时器。KOAN音叉直插晶体可选择3x8、2x6、1x4的尺寸。贴片晶体可选择2.0x1.2、3.2x1.5、3.8x8.0、7.0x1.5尺寸。 音叉晶振由以下6部分组成： 1. 外壳 : 材质锌白铜Nickel Silver；表面镀镍Ni 2. 基座圈 : 材质可伐Kovar； 表面Sn+Cu 3. 引线 ：材质可伐Kovar；表面Sn+Cu 4. 玻璃珠 ：材质玻璃Glass 5. 音叉 ：材质水晶SiO2；表面：Ag+Cr 6. 焊锡 ：材质SnAgCu 音叉晶振的温度特性曲线是负二次方程曲线。呈现出以理想室温+25°C为中心的向下抛物线，温度走低或走高都会使频率稳定度变差。因此我们需要考虑使用环境温度和精度。 频率温度特性近似： 音叉晶体：-0.035ppmx(T-25)^2 贴片晶体：-0.04ppmx(T-25)^2 圆柱晶体使用注意事项 1. 焊接： 音叉晶振的内部晶片通过焊锡膏连接到支架上，焊接过程中温度过高或加热时间过长会导致内部结构损坏，增大阻抗或导致晶片开裂。凯擎小妹建议在手工焊接时，焊接点应远离外壳与引线连接处，避免直接焊接外壳至PCB板上。若需接地，可用U型短路卡固定外壳，以避免热损伤。 2. 引脚调整：轻轻压住外壳基座部位并弯曲引脚，且需留0.5mm直线段与外壳保持距离。 3. 超声波清洗：在对PCB进行超声波清洗时，应避免使用接近32.768kHz的超声频率，以防因共振导致晶体损坏。 4. 湿度：湿度增大会引起晶体外围电路的杂散电容增加, 约8ppm/pF，影响频率精度。KOAN凯擎小妹建议您可以使用三防漆进行保护。 5. 激励功率：设计电路时应控制激励功率在0.5µW以下，通常推荐0.1µW，以保证振荡器正常稳定工作，避免过大功率对晶体造成损伤。

石英晶体在电路中用作时间或者 频率基准源，堪称设备心脏。决定着电子设备的性能稳定性。石英片的切角和石英谐振器有着密切的关系。AT切的切角为35°15' 是晶体谐振器里最常用的切型 （见图1）。频率和温度是三次函数关系 （见图2）。 AT切割的 温度曲线相对平滑，适合制造温补晶振(TCXO/KT系列）。宽温范围的频率稳定性也相对较好。 AT切割有两个缺点 需要我们注意，我们也相应给出改进的方法： 较大的频率热过冲现象 石英是一种各向异性晶体，它的各个方向热导率也不一样。 当温度升高时，频率会有热过冲，随着时间的变化，频率才会趋近于稳定点。当环境温度突然降低，反方向的频率过冲也会出现。 热过冲会让晶体的短期频率稳定差。 所以 应避免升降温过快，采取减少晶片尺寸，充气优于真空等措施。 幅频效应较大 振幅过大时，频率会随振幅的增大而剧增。当晶振开始供电时，激励功率集中在两电极间，形成不均匀的温度场，因此产生较大的热应力，而应力变化必然引起频率变化。 所以设计电路时应考虑避免过大激励功率。 KOAN晶振针对高端客户应用领域，实验室采用25℃和85℃（甚至125℃）高温测试各项参数的稳定性变化来评价晶振性能；以及在恒温85℃条件下，让晶振工作，然后OFF一段时间后，测试频率重现性。尤其汽车领域，采用高温变化但不破坏性能的试验方案，提高特殊领域产品的温度稳定性。 以下是我们实验结果中得到的AT切割实际温度特性曲线图。 1. 晶体谐振器的直插DIP中我们用KX49S作为例子, 选取10.000MHz和25.000MHz两个 频点绘制温度特性曲线图 2. 晶体谐振器的贴片SMD类型中我们选取12.000MHz, 26.000MHz, 40.000MHz三个频点绘制 曲线图。 3. 晶体振荡器的贴片SMD类型中我们选取4.000MHz, 50.000MHz, 125.000MHz三个频点绘制 曲线图。