晶體振蕩器的發(fā)展

1、小型化、薄片化和片式化：為滿足移動(dòng)電話為代表的便攜式產(chǎn)品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統(tǒng)的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉(zhuǎn)變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經(jīng)上市。

2、高精度與高穩(wěn)定度，目前無(wú)補(bǔ)償式晶體振蕩器總精度也能達(dá)到±25ppm，VCXO的頻率穩(wěn)定度在10～7℃范圍內(nèi)一般可達(dá)±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內(nèi)頻率穩(wěn)定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪聲，高頻化，在GPS通信系統(tǒng)中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個(gè)重要參數(shù)。目前OCXO主品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振蕩器輸出頻率不超過(guò)200MHz。例如用于GSM等移動(dòng)電話的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700 MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。

4、低功能，快速啟動(dòng)，低電壓工作，低電平驅(qū)動(dòng)和低電流消耗已成為一個(gè)趨勢(shì)。電源電壓一般為3.3V。目前許多TCXO和VCXO產(chǎn)品，電流損耗不超過(guò)2 mA。石英晶體振蕩器的快速啟動(dòng)技術(shù)也取得突破性進(jìn)展。例如日本精工生產(chǎn)的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規(guī)定值范圍條件下，頻率穩(wěn)定時(shí)間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產(chǎn)的SMD TCXO，在振蕩啟動(dòng)4ms后則可達(dá)到額定值的90[%]。OAK公司的10～25 MHz的OCXO產(chǎn)品，在預(yù)熱5分鐘后，則能達(dá)到±0.01 ppm的穩(wěn)定度。

晶體諧振器(Crystal)

晶體諧振器，英文是Crystal Units，簡(jiǎn)稱為晶體（也有人稱為無(wú)源晶振）。目前市場(chǎng)上使用廣泛的是石英晶片為基材的晶體晶振。32.768kHz晶體諧振器。包括貼片音叉晶振，圓柱形和DIP型。AT晶體諧振器采用AT切割方式，基于基波的頻率范圍覆蓋4MHz~64MHz。多種規(guī)格尺寸可選。SAW諧振器300MHz至870MHz高頻率用途，超薄超小尺寸，可應(yīng)用在汽車無(wú)鈅門(mén)鎖等領(lǐng)域、近場(chǎng)通信等低功耗無(wú)線通信上。

晶體諧振器基本參數(shù)

操作溫度范疇 晶體元件工作中在要求頻差以內(nèi)的操作溫度范疇。 存儲(chǔ)溫度范圍 晶體能在它的性中獲得完好無(wú)損儲(chǔ)存的范疇。 鼓勵(lì)電平 電源電路中用于推動(dòng)晶體元件震蕩的開(kāi)關(guān)電源叫鼓勵(lì)電平，越好的商品必須的鼓勵(lì)電平越小。 負(fù)荷電容 從晶體的2個(gè)腳位向電控系統(tǒng)看去電源電路所展現(xiàn)的所有合理電容，即是負(fù)荷電容，它與晶體元件一起決策晶體在電源電路上的工作效能。 等效電路 晶體的等效電路。可運(yùn)用其描述晶體在串聯(lián)諧振周邊的工作中特點(diǎn)，Co表明靜態(tài)數(shù)據(jù)電容，是晶體兩電級(jí)中間的電容和再加上導(dǎo)線及底座產(chǎn)生的電容。RI、LI、CI構(gòu)成晶體等效電路的動(dòng)態(tài)臂。CI表明石英石的動(dòng)態(tài)電容。LI為動(dòng)態(tài)電感器，RI為動(dòng)態(tài)電阻器 .

晶體諧振器的激勵(lì)電平

激勵(lì)電平。一般取70 -100uA 為佳，用激勵(lì)功率表示時(shí)，一般取1 -100uW 為佳。激勵(lì)電平的大小直接影響石英諧振器的性能，所以電路設(shè)計(jì)者一定要嚴(yán)格控制石英諧振器在規(guī)定的激勵(lì)電平下工作，以便充分發(fā)揮石英諧振器的特點(diǎn)。一般來(lái)講，激勵(lì)電平偏小對(duì)于長(zhǎng)穩(wěn)有利，激勵(lì)電平稍大對(duì)于短穩(wěn)有利。但是激勵(lì)電平太大，石英片振動(dòng)強(qiáng)，振動(dòng)區(qū)域溫度升高，石英片內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，會(huì)使頻率穩(wěn)定度降低;激勵(lì)電平過(guò)大，由于機(jī)械形變超過(guò)彈性限度而引起長(zhǎng)期的晶格位移，使頻率產(chǎn)生長(zhǎng)期性的變化，甚至有時(shí)會(huì)把石英片振壞;激勵(lì)電平過(guò)大，會(huì)使等效電阻增加，Q 值下降，電阻溫度特性和頻率溫度特性變得不規(guī)則;激勵(lì)電平過(guò)大，容易激起寄生振動(dòng)，同時(shí)還會(huì)使老化變大。當(dāng)然，激勵(lì)電平過(guò)低也會(huì)使信噪比變小而影響短期穩(wěn)定度，激勵(lì)電平太低，諧振器不易起振，影響工作的穩(wěn)定和可靠性。所以諧振器使用應(yīng)根據(jù)不同的要求嚴(yán)格控制激勵(lì)電平，更不能為了增大輸出而隨意提高激勵(lì)電平。