1、晶體振動(dòng)與晶體的區(qū)別
2）晶體（無(wú)源）通常是一種非極性元素，直接插入兩英尺。它需要一個(gè)時(shí)鐘電路來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)。普通49U，49S包裝。
3）晶振（有源）通常封裝在桌子上，有四個(gè)腳。內(nèi)部時(shí)鐘電路只能通過(guò)電源產(chǎn)生振蕩信號(hào)。一般有7050、5032、3225、2520種包裝形式。
2、MEMS硅晶振和石英晶振的區(qū)別
MEMS的硅晶振是以硅為原料，采用先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)制成的。因此，與石英相比，它在高性能、低成本方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1）全自動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)（芯片級(jí)），無(wú)氣密性問(wèn)題，永不停止振動(dòng)。
2）具有無(wú)溫度漂移的溫度補(bǔ)償電路，保證全溫-40-85℃。
3）平均無(wú)故障工作時(shí)間為5億小時(shí)。
4）地震性能是石英振蕩器的25倍。
5）支持1-800MHz的任意頻點(diǎn)，精確輸出5位小數(shù)。
6）支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多電壓匹配。
7）支持10ppm、20ppm、25ppm、30ppm、50ppm等精度匹配。
8）支持7050、5032、3225和2520的所有標(biāo)準(zhǔn)尺寸包裝。
9）標(biāo)準(zhǔn)四腿和六腿封裝直接取代石英振蕩器，無(wú)需任何設(shè)計(jì)變更。
10）支持差分輸出、單端輸出、電壓控制（VCXO）、溫度補(bǔ)償（TCXO）等產(chǎn)品類別。
11）市場(chǎng)增長(zhǎng)率300%有望在三年內(nèi)取代80%以上的石英振蕩器市場(chǎng)。
3、晶體諧振器等效電路
晶體振蕩和晶體參數(shù)的詳細(xì)解釋
上圖是一個(gè)簡(jiǎn)化電路，其阻抗特性與諧振頻率附近的晶體諧振器相同。其中：C1為動(dòng)態(tài)電容器，也稱為等效串聯(lián)電容器；L1為動(dòng)態(tài)電感，也稱為等效串聯(lián)電感；R1為動(dòng)態(tài)電阻，也稱為等效串聯(lián)電阻；C0為靜態(tài)電容器，也稱為等效并聯(lián)電容器。
在這個(gè)等效電路中，有兩個(gè)最有用的零相位頻率，一個(gè)是共振頻率（fr），另一個(gè)是反共振頻率（fa）。當(dāng)在振蕩電路中使用晶體元件時(shí)，它們通常與負(fù)載電容器相連，使晶體在fr和fa之間的頻率下工作。這個(gè)頻率由振蕩電路的相位和有效電抗決定。通過(guò)改變電路的電抗條件，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)晶體的頻率。
4、關(guān)鍵參數(shù)
4.1額定頻率
指晶體元件規(guī)范中規(guī)定的頻率，即用戶在電路設(shè)計(jì)和元件選擇中所需的理想工作頻率。
4.2調(diào)整頻差
參考溫度下工作頻率與額定頻率的最大允許偏差。常見(jiàn)的PPM表示
如果將ppm轉(zhuǎn)換為百分比符號(hào)“%”，則為1 ppm=0.0001%。
但是在大多數(shù)科技期刊中，他們使用厘米（）來(lái)將ppm轉(zhuǎn)換為：1 ppm=0.001。
ppm指百萬(wàn)分之一。同樣，b和t分別表示十億和萬(wàn)億。
1 ppm=10 ^-6量級(jí)，類似于ppb、ppt等，分別為-9倍和-12倍。
4.3溫度頻率差
整個(gè)溫度范圍內(nèi)工作頻率與參考溫度的允許偏差。通常用ppm表示。
4.4老化率
特定條件下時(shí)間引起的頻率漂移。該指示器對(duì)于精確的晶體是必要的，但它“沒(méi)有明確的測(cè)試條件，而是由制造商通過(guò)計(jì)劃的所有產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試持續(xù)監(jiān)控。某些晶體元素可能比要求的水平更差，這是允許的（根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的公告）。解決老化問(wèn)題的最好方法是制造商和用戶之間的密切協(xié)商。
4.5諧振電阻（RR）
在諧振頻率下，晶體元件的等效電阻約等于所謂的動(dòng)態(tài)電阻R1或等效串聯(lián)電阻（ESR），而不考慮C0的影響。此參數(shù)控制晶體元件的品質(zhì)因數(shù)，并決定應(yīng)用電路中的晶體振蕩水平，從而影響晶體的穩(wěn)定性和能否實(shí)現(xiàn)理想的啟動(dòng)。因此，它是晶體元素的一個(gè)重要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于給定的頻率，所選晶體盒越小，平均ESR可能越高；在大多數(shù)情況下，特定晶體元件的電阻在制造過(guò)程中無(wú)法預(yù)測(cè)，但只能保證低于規(guī)范中給出的最大值。
4.6負(fù)載諧振電阻（RL）
在負(fù)載諧振頻率fl下，與規(guī)定外電容串聯(lián)的晶體元件的電阻。對(duì)于給定的晶體元件，其負(fù)載諧振電阻值取決于與該元件一起工作的負(fù)載電容值。串聯(lián)負(fù)載電容的諧振電阻總是大于晶體元件本身的諧振電阻。
4.7負(fù)載電容（cl）
負(fù)載諧振頻率fl的有效外電容與晶體元件一起確定。晶體元素規(guī)范中的氯離子既是一種測(cè)試條件，又是一種使用條件。該值可根據(jù)用戶的具體用途進(jìn)行調(diào)整，對(duì)FL的實(shí)際工作頻率進(jìn)行微調(diào)（即可調(diào)整晶體的制造公差）。但它有一個(gè)合適的值，否則會(huì)使振蕩電路惡化。該值通常采用10 pF、15 pF、20 pF、30 pF、50 pF和。當(dāng)標(biāo)記cl時(shí)，意味著cl是在沒(méi)有附加負(fù)載電容的串聯(lián)諧振電路中應(yīng)用的，其工作頻率是晶體（串聯(lián)）諧振頻率fr。用戶應(yīng)注意，對(duì)于某些晶體（包括非封裝振蕩器應(yīng)用），電路實(shí)際電容的偏差（+0.5pf）會(huì)產(chǎn)生（+10*10-6）在生產(chǎn)規(guī)格的給定負(fù)載電容下的頻率誤差（特別是對(duì)于小負(fù)載電容）。因此，負(fù)載電容是一個(gè)非常重要的階躍規(guī)范指標(biāo)。
4.8靜態(tài)電容器（C0）
等效電路靜臂中的電容。其尺寸主要取決于電極面積、晶片厚度和晶片加工技術(shù)。
4.9動(dòng)態(tài)電容（C1）
等效電路動(dòng)態(tài)臂的電容。它的大小主要取決于電極的面積，也與晶圓的平行度和微調(diào)的大小有關(guān)。
4.10動(dòng)態(tài)電感（l1）
等效電路動(dòng)態(tài)臂中的電感。動(dòng)態(tài)電感和動(dòng)態(tài)電容是一對(duì)相互關(guān)系式。
4.11共振頻率（fr）
在特定條件下，晶體元件的阻抗是兩個(gè)電阻頻率中的較低值。根據(jù)等效電路，當(dāng)不考慮C0的影響時(shí)，fr由c1和l1確定，近似等于所謂的串聯(lián)（分支）共振頻率（fs）。這個(gè)頻率是晶體的自然共振頻率。在高穩(wěn)定度晶振的設(shè)計(jì)中，將其作為設(shè)計(jì)參數(shù)，使晶振在額定頻率下穩(wěn)定工作，確定頻率調(diào)節(jié)范圍，并設(shè)置頻率微調(diào)裝置。
晶體振蕩和晶體參數(shù)的詳細(xì)解釋
4.12負(fù)載共振頻率（FL）
在特定條件下，晶體元件與負(fù)載電容器串聯(lián)或并聯(lián)，當(dāng)其為電阻時(shí)，其組合阻抗為兩個(gè)頻率的一個(gè)頻率。在串聯(lián)負(fù)載電容器中，F(xiàn)L是兩個(gè)頻率中較低的頻率；在并聯(lián)負(fù)載電容器中，F(xiàn)L是較高的頻率。對(duì)于給定的負(fù)載電容值（cl），兩個(gè)頻率的實(shí)際效果相同；以及
該頻率是大多數(shù)晶體應(yīng)用電路中的實(shí)際頻率，也是制造商滿足用戶要求的產(chǎn)品滿足額定頻率的測(cè)試指標(biāo)參數(shù)。
晶體振蕩和晶體參數(shù)的詳細(xì)解釋
4.13質(zhì)量系數(shù)（Q）
品質(zhì)因數(shù)又稱機(jī)械Q值，是反映諧振器性能的重要參數(shù)。與L1、C1有以下關(guān)系：
Q=wl1/r1=1/wr1c1
如上所述，R1越大，Q值越低，功耗和頻率不穩(wěn)定性越大。反之，Q值越高，頻率越穩(wěn)定。
4.14驅(qū)動(dòng)水平
用耗散功率表示的晶體元件的激發(fā)條件的量度。所有晶體元件的頻率和電阻在一定程度上隨激勵(lì)電平的變化而變化，稱為激勵(lì)電平依賴性（DLD）。因此，在實(shí)際的晶體應(yīng)用電路中，訂單規(guī)格中的激勵(lì)電平必須是激勵(lì)電平。由于晶體元件激勵(lì)電平的內(nèi)在相關(guān)性，在設(shè)計(jì)振蕩電路和使用晶體時(shí)，用戶必須注意并保證不存在低激勵(lì)電平、啟動(dòng)不良或激勵(lì)頻率異常的現(xiàn)象。
4.15勵(lì)磁水平依賴性（DLD）
由于壓電效應(yīng)，激勵(lì)水平迫使諧振子產(chǎn)生機(jī)械振蕩。在這個(gè)過(guò)程中，加速功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性能，動(dòng)力消耗轉(zhuǎn)化為熱能。后者是由石英諧振子的內(nèi)外摩擦引起的。
摩擦損失與振動(dòng)粒子的速度有關(guān)。當(dāng)振動(dòng)不再是線性的，或石英振子或其表面和懸置點(diǎn)的張力或應(yīng)變、位移或加速度達(dá)到臨界值時(shí)，摩擦損失將增大。因此，頻率和電阻會(huì)發(fā)生變化。
在處理過(guò)程中導(dǎo)致DLD損壞的主要原因如下。結(jié)果可能是它不能啟動(dòng)。
1）諧波振蕩器表面存在粒子污染。主要原因是生產(chǎn)環(huán)境不干凈或與晶圓表面非法接觸。
2）諧振子的機(jī)械損傷。主要原因是磨削過(guò)程中的劃痕。
3）電極內(nèi)有微?；蜚y球。主要原因是真空室不干凈，鍍膜速度不當(dāng)。
4）安裝時(shí)電極接觸不良；
5）支架、電極和石英板之間存在機(jī)械應(yīng)力。
4.16 DLD2（單位：歐姆）
不同激勵(lì)水平下負(fù)載諧振電阻的最大值與最小值之差。（例如從0.1UW到200UW，總共20步）。
4.17 RLD2（單位：歐姆）
不同激勵(lì)水平下負(fù)載諧振電阻的平均值接近諧振電阻Rr，但較大。（例如從0.1UW到200UW，總共20步）。
4.18寄生響應(yīng)
除主響應(yīng)（所需頻率）外，所有晶體元件都有其他頻率響應(yīng)。減小寄生響應(yīng)的方法是改變晶圓的幾何尺寸、電極和晶圓加工工藝，同時(shí)改變晶體的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)。
寄生響應(yīng)測(cè)量
1）SPDB使用db表示fr的大小和最大寄生大小之間的差異。
2）最大寄生位置處的支路電阻；
3）SPFR寄生最小電阻與諧振頻率之間的距離用Hz或ppm表示。
5。晶振分類
5.1封裝石英振蕩器（SPXO）
無(wú)溫度控制和補(bǔ)償?shù)氖⒄袷幤?。頻率和溫度特性取決于石英振蕩晶體本身的穩(wěn)定性。
5.2溫度補(bǔ)償石英振蕩器（TCXO）
附加溫度補(bǔ)償電路降低了石英振蕩器的頻率，該頻率隨周圍溫度的變化而變化。
5.3壓控石英振蕩器（VCXO）
控制外部電壓以改變或調(diào)整輸出頻率的石英振蕩器。
5.4恒溫槽石英振蕩器（OCXO）
恒溫槽石英振子或在一定溫度下的石英振子晶體，以及在環(huán)境溫度下通過(guò)控制其輸出頻率來(lái)維持最小變化的石英振子。
除上述四種振蕩器外，隨著鎖相環(huán)、數(shù)字和存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，各種功能的石英振蕩器也在迅速增長(zhǎng)。
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