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石英晶振的老化率

來(lái)源:http://m.ljnshy.cn 作者:帝國(guó)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(guò)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(duì)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(duì)來(lái)說(shuō)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(duì)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(guò)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(guò)一段較長(zhǎng)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(cè)量頻率時(shí),振蕩頻率和時(shí)間之間的關(guān)系.這種長(zhǎng)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(lái)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(cè)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(cè)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(duì)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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