關(guān)于石英晶體振蕩器
來源：http://m.jianlitc.cn 作者：zhaoxiandz 2012年08月15
按照以前老人家的話來說如果半導(dǎo)體是產(chǎn)業(yè)之米，那么石英振蕩器可就是產(chǎn)業(yè)之鹽!意思就是說，石英晶體振蕩器在電子產(chǎn)業(yè)中占較大的重要性。石英振蕩器器件于產(chǎn)品上的運用，已經(jīng)應(yīng)用的很廣泛了?！ ?br />
早在1880年就發(fā)現(xiàn)了水晶的壓電現(xiàn)象(電氣特性)，1922年發(fā)明了石英晶體振蕩器?？梢娛⒕w振蕩器在歷史中的發(fā)展已經(jīng)過了多少個年代。早在電子器件發(fā)展前期石英振蕩器(石英晶體振蕩器)器件的角色位置，就不亞于R/L/C主動器件，在各類電子產(chǎn)品中都能看到石英晶體振蕩器的影子,比如：手機、數(shù)字相機、電視、無線通訊上等當代產(chǎn)品。在其他GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、手機通訊系統(tǒng)、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、以及各種軍用電子設(shè)備和民用電子產(chǎn)品中，都是會運用到石英晶體振蕩器。因此，掌握石英晶體振蕩器器件的正確使用是各位采購廠商朋友的必修課！
石英晶體振蕩器我們可以將它分為4種：普通晶體振蕩器（TCXO）壓電晶體振蕩器（VCXO）,溫補晶體振蕩器（TCXO）,恒溫晶體振蕩器（OCXO）。
a）普通晶體振蕩器（SPXO）可產(chǎn)生10＾（-5）~10＾（-4）量級的頻率精度,標準頻率1-100MHZ,頻率穩(wěn)定度是±100PPM。封裝尺寸范圍從21x14x6mm及5x3.2x1.5mm。
b)壓電晶體振蕩器（VCXO）的精度是10＾（-6）~10＾（-5）量級,頻率范圍1~30MHZ。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50PPM。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14x10x3mm。
c)溫補晶振（TCXO）精度可以達到10＾（-7）~10＾（-6）量級,頻率范圍是1-60MHZ,頻率穩(wěn)定度為±1~±2.5PPM,封裝尺寸從30x30x15mm到11.4x9.6x3.9mm。通常用于手持電話,蜂窩電話,雙向無線通信設(shè)備等。
d)恒溫晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱鐘,以消除環(huán)境溫度對頻率的影響。OCXO頻率的精度是10＾（-10）~10＾（-8）量級,對某些特殊應(yīng)用甚至達到更高。頻率穩(wěn)定度是四類型振蕩器鐘最高的。
要使晶體振蕩器能實現(xiàn)高可靠工作，主要通過以下幾個方面加以保證：
1) 控制石英片切角：精確測量石英片切割角度保證零溫度系數(shù)點控制在85℃±5℃的范圍內(nèi)。
2) 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計:封裝的三點支撐支架作用主要是支撐石英片和實現(xiàn)可靠電連接。它的強度高，可靠性好，提高了石英諧振器耐機械振動、沖擊和加速度的能力?！ ?br /> 3) 新型封裝形式:封裝形式采用真空冷壓焊封裝，既保證了高Q值，也提高了可靠性。同時由于封裝的體積小，晶體振蕩器恒溫的時間就短，這樣溫度均勻性好，避免因溫度梯度所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)帶來對頻率溫度穩(wěn)定度的影響。
4) 老化處理:
①預(yù)先將晶體經(jīng)過一段時間的高溫烘烤后再使用。
②元器件選擇,所有被選用的元器件必須經(jīng)過嚴格的質(zhì)量篩選。
③控溫電路的可靠性考慮,設(shè)計溫度控制電路時,要防止可能出現(xiàn)超溫現(xiàn)象和不控溫現(xiàn)象。
石英晶體振蕩器我們可以將它分為4種：普通晶體振蕩器（TCXO）壓電晶體振蕩器（VCXO）,溫補晶體振蕩器（TCXO）,恒溫晶體振蕩器（OCXO）。
a）普通晶體振蕩器（SPXO）可產(chǎn)生10＾（-5）~10＾（-4）量級的頻率精度,標準頻率1-100MHZ,頻率穩(wěn)定度是±100PPM。封裝尺寸范圍從21x14x6mm及5x3.2x1.5mm。
b)壓電晶體振蕩器（VCXO）的精度是10＾（-6）~10＾（-5）量級,頻率范圍1~30MHZ。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50PPM。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14x10x3mm。
c)溫補晶振（TCXO）精度可以達到10＾（-7）~10＾（-6）量級,頻率范圍是1-60MHZ,頻率穩(wěn)定度為±1~±2.5PPM,封裝尺寸從30x30x15mm到11.4x9.6x3.9mm。通常用于手持電話,蜂窩電話,雙向無線通信設(shè)備等。
d)恒溫晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱鐘,以消除環(huán)境溫度對頻率的影響。OCXO頻率的精度是10＾（-10）~10＾（-8）量級,對某些特殊應(yīng)用甚至達到更高。頻率穩(wěn)定度是四類型振蕩器鐘最高的。
要使晶體振蕩器能實現(xiàn)高可靠工作，主要通過以下幾個方面加以保證：
1) 控制石英片切角：精確測量石英片切割角度保證零溫度系數(shù)點控制在85℃±5℃的范圍內(nèi)。
2) 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計:封裝的三點支撐支架作用主要是支撐石英片和實現(xiàn)可靠電連接。它的強度高，可靠性好，提高了石英諧振器耐機械振動、沖擊和加速度的能力?！ ?br /> 3) 新型封裝形式:封裝形式采用真空冷壓焊封裝，既保證了高Q值，也提高了可靠性。同時由于封裝的體積小，晶體振蕩器恒溫的時間就短，這樣溫度均勻性好，避免因溫度梯度所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)帶來對頻率溫度穩(wěn)定度的影響。
4) 老化處理:
①預(yù)先將晶體經(jīng)過一段時間的高溫烘烤后再使用。
②元器件選擇,所有被選用的元器件必須經(jīng)過嚴格的質(zhì)量篩選。
③控溫電路的可靠性考慮,設(shè)計溫度控制電路時,要防止可能出現(xiàn)超溫現(xiàn)象和不控溫現(xiàn)象。
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