溫補(bǔ)晶振資料大雜燴
來源：http://www.techzozo.com 作者：jinluodz 2013年07月15
無處不在、無所不能的電腦，已歷經(jīng)了50多個(gè)春華秋實(shí)。50余年在人類的歷史長(zhǎng)河中只是一瞬間，電腦卻徹底改變了我們的生活。電腦會(huì)有存在著好幾顆晶振，晶振又稱為石英晶體振蕩，電腦中的晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。無源晶振是有2個(gè)引腳的無極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確。有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，其中除了石英晶振外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。晶體振蕩器是一種時(shí)間/頻率器件，由晶體諧振器和振蕩電路組成。
晶體振蕩器按照其功能類型可分為四種：
SPXO 簡(jiǎn)單封裝晶體振蕩器
VCXO 電壓控制晶體振蕩器
TCXO 溫度控制晶體振蕩器 溫度補(bǔ)償晶體振蕩器
OCXO 恒溫晶體振蕩器 溫度控制晶體振蕩器
C、常規(guī)批量生產(chǎn)可達(dá)到的穩(wěn)定度：
| 溫度范圍 | SPXO | VCXO | TCXO | OCXO |
| 0 to 70℃ | 10 ppm | 10 ppm | 0.1 ppm | 0.005 ppm |
| -20 to 70℃ | 25 pp | 25 ppm | 0.3 ppm | 0.01 ppm |
| -40 to 85℃ | 30 ppm | 30 ppm | 0.5 ppm | 0.03 ppm |
| -40 to 85℃ | 50 ppm | 50 ppm | 1.0 ppm | N/A |
| 工作溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定度要求 | 典型應(yīng)用 | 振蕩器類型 |
| ±0.2ppm | 電信傳輸設(shè)備的時(shí)鐘基準(zhǔn) | OCXO |
| ±0.2～±0.5ppm | 電信傳輸設(shè)備的Stratum 3時(shí)鐘基準(zhǔn), ,帶模擬集成電路的 | TCXO |
| ±0.5～±1.0ppm | 軍用無線電設(shè)備,E-911蜂窩電話定位器,帶模擬集成電路的 | TCXO |
| ±1.0～±2.5ppm | 移動(dòng)無線電設(shè)備(例如應(yīng)急通信設(shè)備) | TCXO |
| ±2.5～±10ppm | 移動(dòng)電話 帶電熱調(diào)節(jié)的 | TCXO |
| ±10～±20ppm | 傳真機(jī) | TCXO,VCXO,SPXO |
| > ±20ppm | 計(jì)算機(jī)時(shí)鐘信號(hào)源 | SPXO/XO |
頻率準(zhǔn)確度 在標(biāo)稱電源電壓、標(biāo)稱負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度（25℃）以及其他條件保持不變，晶體振蕩器的頻率相對(duì)與其規(guī)定標(biāo)稱值的最大允許偏差，即（fmax-fmin）/f0；
溫度穩(wěn)定度 其他條件保持不變，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對(duì)于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值，即（fmax-fmin）/（fmax+fmin）；
頻率調(diào)節(jié)范圍 通過調(diào)節(jié)晶振的某可變?cè)淖冚敵鲱l率的范圍。
調(diào)頻（壓控）特性 包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線性度。
①調(diào)頻頻偏：壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱的最大值變化到最小值時(shí)輸出頻率差。
②調(diào)頻靈敏度：壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。
③調(diào)頻線性度：是一種與理想直線（最小二乘法）相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。
負(fù)載特性 其他條件保持不變，負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱負(fù)載下的輸出頻率的最大允許頻偏。
電壓特性 其他條件保持不變，電源電壓在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱電源電壓下的輸出頻率的最大允許頻偏。
雜波 輸出信號(hào)中與主頻無諧波（副諧波除外）關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比，用dBc表示。
諧波 諧波分量功率Pi與載波功率P0之比，用dBc表示。
頻率老化 在規(guī)定的環(huán)境條件下，由于元件（主要是石英諧振器）老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來量度。對(duì)于高穩(wěn)定晶振，由于輸出頻率在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線性的單方向漂移，往往用老化率（單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變化）來量度。
日波動(dòng)，指振蕩器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，每隔一小時(shí)測(cè)量一次，連續(xù)測(cè)量24小時(shí)，將測(cè)試數(shù)據(jù)按S=（fmax-fmin）/f0式計(jì)算，得到日波動(dòng)。
開機(jī)特性 在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi)，振蕩器頻率值的最大變化，用V=（fmax-fmin）/f0表示。
相位噪聲 短期穩(wěn)定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比£（f）表示，£（f）與噪聲起伏的頻譜密度Sφ（f）和頻率起伏的頻譜密度Sy（f）直接相關(guān)，由下式表示：
f2S（f）=f02Sy（f）=2f2£（f）
f—傅立葉頻率或偏離載波頻率；f0—載波頻率。
隨著精度、低功耗和小型化，仍然是溫補(bǔ)晶振的研究課題。在小型化與片式化方面，面臨不少困難，其中主要的有兩點(diǎn)：一是小型化會(huì)使石英晶振的頻率可變幅度變小，溫度補(bǔ)償更加困難；二是片式封裝后在其接作業(yè)中，由于焊接溫度遠(yuǎn)高于溫補(bǔ)晶振的最大允許溫度，會(huì)使晶體振子的頻率發(fā)生變化，若不采限局部散熱降溫措施，難以將溫補(bǔ)晶振的頻率變化量控制在±0.5×10－6以下。但是，溫補(bǔ)晶振的技術(shù)水平的提高并沒進(jìn)入到極限，創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力仍較大。
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