晶振的識別分類及測量 晶體振蕩器選用指南

1、晶振的識別分類及測量一、 單位：赫茲“Hz”1MHz=103kHz=106Hz符號： “X、Y”二、 晶振的分類：主板上晶振主要分為：1、時鐘晶振： 與時鐘芯相連 頻率為14.318MHz 工作電壓為1.1-1.6V2、實時晶振： 與南橋相連 頻率為32.768MHz 工作電壓為0.4V 左右3、聲卡晶振： 與志卡芯片相連 頻率為24.576MHz 工作電壓為1.1-2.2V4、網(wǎng)卡晶振： 與網(wǎng)卡芯片相連 頻率為25.000MHz 工作電壓為1.1-2.2V主板上最重要的晶振是實時晶振和時鐘晶振, 實時晶振給南橋提供振蕩頻，主板上幾乎所有的頻率都是以時鐘晶振為基礎的。如果它們損壞主板不能正常工

2、作三、 晶振的標稱方法：晶振的頻率直接標示在晶振上，可通過頻率來識別晶振類型。四、 晶振的作用：與時鐘芯片、聲卡芯片、網(wǎng)卡芯片、顯卡以及其它芯片組成振蕩電路是全板上最重要的時鐘信號產(chǎn)生源五、 晶振的測量及好壞判斷1、測量方法電壓法：主板加電，用萬用表分別測晶振兩引腳電壓。正常情況下兩引腳電壓會不一樣，叫壓差。 測頻率：用頻率計波形法：用示波器對地打阻值：紅筆接地，黑筆測兩引腳，講數(shù)為100-750之間正常2、好壞判斷測電壓，如果無壓差，晶振壞用示波器，如果有電壓，無波形，晶振壞對地阻值，讀數(shù)在300-800之外，晶振壞替換法七、晶振的代換原則晶振必須原值代換晶振的穩(wěn)頻電容（晶振周圍兩個淺色貼片

3、電容10-18pF 之間）必須原值代晶體振蕩器選用指南晶體振蕩器被廣泛應用到軍、民用通信電臺，微波通信設備，程控電話交換機，無線電綜合測試儀，BP 機、移動電話發(fā)射臺，高檔頻率計數(shù)器、GPS 、衛(wèi)星通信、遙控移動設備等。它有多種封裝，特點是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO ）、溫度補償晶體振蕩器（TCXO ）、恒溫晶體振蕩器（OCXO ），以及數(shù)字補償晶體振蕩器（MCXO 或DTCXO ）, 每種類型都有自己的獨特性能。如果您需要使您的設備即開即用，您就必須選用VCXO 或溫補晶振，如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm 以上，則需選擇數(shù)字溫補晶振（MCXO ）。

4、模擬溫補晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm 0.5ppm 之間的需求。VCX O 只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm 以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下，如果需要信號穩(wěn)定度超過0.1pp m 的，可選用OCXO 。頻率穩(wěn)定性的考慮晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性，它是決定振蕩器價格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬，器件的價格亦愈高。工業(yè)級標準規(guī)定的-40+75這個范圍往往只是出于設計者們的習慣，倘若-30+70已經(jīng)夠用，那么就不必去追求更寬的溫度范圍。 設計工程師要慎密決定特定應用的實際需要，然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標過高意味著花錢愈多。晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標

5、產(chǎn)品的預期壽命不同，有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會使輸出頻率按照對數(shù)曲線發(fā)生變化，也就是說在產(chǎn)品使用的第一年，這種現(xiàn)象才最為顯著。例如，使用10年以上的晶體，其老化速度大約是第一年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況，也可以采用調(diào)節(jié)的辦法解決，比如，可以在控制引腳上施加電壓（即增加電壓控制功能）等。與穩(wěn)定度有關的其他因素還包括電源電壓、負載變化、相位噪聲和抖動，這些指標應該規(guī)定出來。對于工業(yè)產(chǎn)品，有時還需要提出振動、沖擊方面的指標，軍用品和宇航設備的要求往往更多，比如壓力變化時的容差、受輻射時的容差，等等。輸出必須考慮的其它參數(shù)是輸出類型、相位噪聲、抖動、電壓特性、負載特性、

6、功耗、封裝形式，對于工業(yè)產(chǎn)品，有時還要考慮沖擊和振動、以及電磁干擾（EMI ）。晶體振蕩器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS 兼容、ECL 和正弦波輸出。每種輸出類型都有它的獨特波形特性和用途。應該關注三態(tài)或互補輸出的要求。對稱性、上升和下降時間以及邏輯電平對某些應用來說也要作出規(guī)定。許多DSP 和通信芯片組往往需要嚴格的對稱性（45%至55%）和快速的上升和下降時間（小于5ns ）。相位噪聲和抖動在頻域測量獲得的相位噪聲是短期穩(wěn)定度的真實量度。它可測量到中心頻率的1Hz 之內(nèi)和通常測量到1MH z 。晶體振蕩器的相位噪聲在遠離中心頻率的頻率下有所改善。TCXO 和OCXO 振蕩器以及其它利

7、用基波或諧波方式的晶體振蕩器具有最好的相位噪聲性能。采用鎖相環(huán)合成器產(chǎn)生輸出頻率的振蕩器比采用非鎖相環(huán)技術的振蕩器一般呈現(xiàn)較差的相位噪聲性能。抖動與相位噪聲相關，但是它在時域下測量。以微微秒表示的抖動可用有效值或峰峰值測出。許多應用，例如通信網(wǎng)絡、無線數(shù)據(jù)傳輸、ATM 和SONET 要求必須滿足嚴格的拌動指標。需要密切注意在這些系統(tǒng)中應用的振蕩器的抖動和相位噪聲特性。電源和負載的影響振蕩器的頻率穩(wěn)定性亦受到振蕩器電源電壓變動以及振蕩器負載變動的影響。正確選擇振蕩器可將這些影響減到最少。設計者應在建議的電源電壓容差和負載下檢驗振蕩器的性能。不能期望只能額定驅(qū)動15pF 的振蕩器在驅(qū)動50pF 時

8、會有好的表現(xiàn)。在超過建議的電源電壓下工作的振蕩器亦會呈現(xiàn)較差的波形和穩(wěn)定性。對于需要電池供電的器件，一定要考慮功耗。引入3.3V 的產(chǎn)品必然要開發(fā)在3.3V 下工作的振蕩器。較低的電壓允許產(chǎn)品在低功率下運行?，F(xiàn)今大部分市售的表面貼裝振蕩器在3.3V 下工作。許多采用傳統(tǒng)5V 器件的穿孔式振蕩器正在重新設計，以便3.3V 下工作。封裝與其它電子元件相似，時鐘振蕩器亦采用愈來愈小型的封裝。大普通信技術有限公司能夠根據(jù)客戶的需要制作各種類型、不同尺寸的晶體振蕩器（具體資料請參看產(chǎn)品手冊）。 通常，較小型的器件比較大型的表面貼裝或穿孔封裝器件更昂貴。所以，小型封裝往往要在性能、輸出選擇和頻率選擇之間作

9、出折衷。工作環(huán)境晶體振蕩器實際應用的環(huán)境需要慎重考慮。例如，高強度的振動或沖擊會給振蕩器帶來問題。除了可能產(chǎn)生物理損壞，振動或沖擊可在某些頻率下引起錯誤的動作。這些外部感應的擾動會產(chǎn)生頻率跳動、增加噪聲份量以及間歇性振蕩器失效。對于要求特殊EMI 兼容的應用，EMI 是另一個要優(yōu)先考慮的問題。除了采用合適的PC 母板布局技術，重要的是選擇可提供輻射量最小的時鐘振蕩器。一般來說，具有較慢上升/下降時間的振蕩器呈現(xiàn)較好的EMI 特性。檢測對于晶振的檢測, 通常僅能用示波器(需要通過電路板給予加電 或頻率計實現(xiàn)。萬用表或其它測試儀等是無法測量的。如果沒有條件或沒有辦法判斷其好壞時, 那只能采用代換法

10、了, 這也是行之有效的。晶振常見的故障有: (a內(nèi)部漏電； (b內(nèi)部開路； (c變質(zhì)頻偏；(d與其相連的外圍電容漏電。從這些故障看, 使用萬用表的高阻檔和測試儀的VI 曲線功能應能檢查出(C,(D項的故障，但這將取決于它的損壞程度?？偨Y(jié)器件選型時一般都要留出一些余量，以保證產(chǎn)品的可靠性。選用較高檔的器件可以進一步降低失效概率，帶來潛在的效益，這一點在比較產(chǎn)品價格的時候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理，這就需要權衡諸如穩(wěn)定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素，這里的成本不僅僅包含器件的價格，而且包含產(chǎn)品全壽命的使用成本。附注下面介紹了幾個足以表現(xiàn)出一個晶體振蕩器性能高低的技術指標，了解這些指標的含義，將有助于設計工程師順利完成設計項目，同時也可以大大減少整機生產(chǎn)廠家的采購成本?？傤l差：在規(guī)定的時間內(nèi)，由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標稱頻率的最大頻差。說明：總頻差包括頻率溫度穩(wěn)定度、頻率常溫準確度、頻率老化率、頻率電源電壓穩(wěn)定度（電壓特性）和頻率負載穩(wěn)定度（負載特性）共同造成的最大頻差。一般只在對短期頻率穩(wěn)定度關心，而對其他頻率穩(wěn)定度指標不嚴格要求的場合采用。頻率溫度穩(wěn)定度