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石英晶振的老化率

來源:http://m.9x9kj.com 作者:帝國科技人事部 2014年08月09
  頻率元件石英晶振系列,跟大多數(shù)電子元器件一樣,都會(huì)有一定的老化過程.石英晶振和諧振電阻隨時(shí)間變化而變化,這就是大家口中的老化率.
  在晶體使用初期,老化主要受元件內(nèi)部應(yīng)力釋放影響,頻率向升高方向變化,而后期受電極膜吸附的影響,其頻率按對數(shù)關(guān)系向降低方向變化,隨著時(shí)間增加變化量逐漸降低.一般情況下石英晶振本身的偏差大概是在1年5ppm的范圍.這樣的偏差還是正常環(huán)境中的正常誤差,有個(gè)別一些環(huán)境誤差相對來說就會(huì)更大了.比如在極冷的天氣和到炎熱的環(huán)境頻率的誤差相對就會(huì)比較大.
  晶振老化是因?yàn)樵谏a(chǎn)石英晶體的時(shí)候存在應(yīng)力、污染物、殘留氣體、結(jié)構(gòu)工藝缺陷等問題.應(yīng)力要經(jīng)過一段時(shí)間的變化才能穩(wěn)定,一種叫”應(yīng)力補(bǔ)償”的晶體切割方法(SC切割法)使晶體有較好的特性.污染物和殘留氣體的分子會(huì)沉積在晶體片上或晶體電極氧化,振蕩頻率越高所用的晶體片就越薄,這種影響就越厲害.這種影響要經(jīng)過一段較長的時(shí)間才能逐漸穩(wěn)定,而這種穩(wěn)定隨著溫度或工作狀態(tài)的變化會(huì)有反復(fù),使污染物在晶體表面再度集中或分散.
  在恒定的環(huán)境條件下測量頻率時(shí),振蕩頻率和時(shí)間之間的關(guān)系.這種長期頻率漂移是由石英晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的.因此,頻率偏移的速率叫老化率,可用規(guī)定時(shí)限后的最大變化率(如±10ppb/天,加電72小時(shí)后),或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)最大的總頻率變化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年)來表示。
  KDS晶振的輸出頻率受到內(nèi)部電路的影響(晶體的Q值,元器件的噪音,電路的穩(wěn)定性,工作狀態(tài)等)而產(chǎn)生頻譜很寬的不穩(wěn)定.測量一連串的頻率值后,用阿方程計(jì)算.相位噪音也可以反映短穩(wěn)的情況(要有專用儀器測量).將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓,晶體振蕩器頻率的最小峰值改變量.
  當(dāng)調(diào)制頻率變化時(shí),峰值頻偏與調(diào)制頻率之間的關(guān)系.通常用規(guī)定的調(diào)制頻率比規(guī)定的調(diào)制頻率比規(guī)定的調(diào)制基準(zhǔn)頻率低若干db表示。
  與理想(直線)函數(shù)相比的輸出頻率,輸入控制電壓傳輸特性的一種量度,它用百分?jǐn)?shù)表面整個(gè)范圍頻偏的可容許非線性度.
  單邊帶相位噪聲£(f).偏離載波f處,一個(gè)相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比.
  輸出波形可分為方波和正統(tǒng)波兩類.方波主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)時(shí)鐘上的表晶體.32.768KHZ對方波主要有輸出電平,占空比,上升/下降時(shí)間,驅(qū)動(dòng)能力等幾個(gè)指標(biāo)要求.
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