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來(lái)源:http://www.luck-168.com.cn 作者:帝國科技 2024年03月11
Q-Tech振蕩器QTCT5702C1B-24.576000活動(dòng)下降以及如何避免它們
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商業(yè)級石英晶體振蕩器有時(shí)會(huì )出現被稱(chēng)為“活性下降”的問(wèn)題,這種問(wèn)題僅在特定溫度下出現。如果您從未碰巧在問(wèn)題溫度下運行,您將永遠看不到問(wèn)題。
但什么是活動(dòng)度下降呢?這是晶體電阻相對突然的增加,是石英晶體串聯(lián)電阻和頻率特性隨溫度變化的一種擾動(dòng)。通常,活性下降是由石英晶體中振動(dòng)的干擾模式(耦合模式)引起的。當耦合模式的頻率與主模式的頻率一致時(shí),耦合模式會(huì )從主模式吸取能量,從而顯著(zhù)增加主模式的電阻?;顒?dòng)驟降會(huì )導致系統失鎖或其他類(lèi)型的問(wèn)題。
這些干擾模式實(shí)際上是低頻彎曲模式的高泛音(高達50次泛音)。它們的溫度系數非常陡,約為-20ppm/°C,僅在較窄的溫度范圍內(約5至20°C)與主模式頻率一致。如果沒(méi)有設計出干擾耦合模式,將在此溫度范圍內導致活性下降。
由于耦合模式是基于石英的,因此它會(huì )導致任何活動(dòng)下降在時(shí)間和溫度上非常容易重復。耦合模式的影響程度可以從輕微到間歇到災難性。這完全取決于干擾模式的強度以及應用對振蕩器輸出電平變化和2至20 ppm頻率偏移的敏感程度。
活性下降的另一個(gè)原因是顆粒粘在晶體的活性區域上或附近。這種類(lèi)型的活動(dòng)下降會(huì )隨著(zhù)時(shí)間和溫度的變化而變化。如果粒子從晶體表面脫離或移動(dòng)到表面上的另一個(gè)位置,這些下降將受到影響。這種位置變化可能會(huì )導致下降變得更好、更糟或至少暫時(shí)消失?;蛘邚奈礄z測到突然發(fā)生或在驟降發(fā)生的溫度下改變幅度。
石英振蕩器的活度下降
在石英晶體中,有很多技術(shù)術(shù)語(yǔ)、規格和復雜的物理特性,對于那些不直接從事石英晶振晶體行業(yè)工程級別工作的人來(lái)說(shuō),這些術(shù)語(yǔ)、規范和物理特性可能會(huì )讓他們不知所措。
它與晶體時(shí)鐘振蕩器的異常故障模式有關(guān),可以通過(guò)有效和主動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行測試并幾乎完全根除。
活性下降是晶體電阻的相對突然增加,即石英晶體串聯(lián)電阻(Rs)隨溫度的變化而發(fā)生的擾動(dòng)。通常,活性下降是由石英晶體中的干擾振動(dòng)模式(耦合模式)引起的。這些模式從主模式中釋放能量。因此,一旦耦合模式的頻率與主模式的頻率一致,耦合模式就急劇增加主模式的電阻。這些干擾模式實(shí)際上是低頻彎曲模式的高泛音(高達第50泛音)。它們的溫度系數非常陡峭,約為-20ppm/°C。因此,它們僅在相當窄的溫度范圍內與主模式頻率一致??梢栽O計出干擾模式。如果沒(méi)有設計出來(lái),耦合模式將導致活動(dòng)下降。見(jiàn)圖1。
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Q-Tech振蕩器QTCT5702C1B-24.576000活動(dòng)下降以及如何避免它們
它們的溫度通常相當窄,大約5到30°C寬。對于給定的設計,活性下降將趨向于大約相同的溫度范圍。因為耦合模式是基于石英晶體的,所以它導致的任何活動(dòng)隨時(shí)間和溫度的變化都是非??芍貜偷?。請參閱下面的示例。
耦合模式的影響范圍從輕微到災難性再到間歇性。這取決于干擾模式的強度以及應用對振蕩器輸出電平的變化、大約2到20ppm的頻率偏移等的敏感程度?;顒?dòng)性下降可能導致系統失去鎖相或其他類(lèi)型的問(wèn)題。
活性下降的另一個(gè)原因是顆粒粘附在晶體的活性區域上或附近。這種類(lèi)型的活動(dòng)下降可以隨著(zhù)時(shí)間、溫度和時(shí)間的變化而變化。這些將受到顆粒從晶體表面分離或移動(dòng)到另一個(gè)位置的影響。因此,這種位置的變化可能會(huì )導致下跌變得更好,更糟,至少暫時(shí)消失。此外,從未檢測到轉變?yōu)橥蝗话l(fā)生或在發(fā)生下降的溫度下改變幅度。
在Q-Tech,我們有能力圍繞潛在的活動(dòng)下降進(jìn)行設計和/或在溫度測試程序中篩選出它們。這只是我們成為世界上第一高可靠性振蕩器制造商的眾多原因之一。
它與晶體時(shí)鐘振蕩器的異常故障模式有關(guān),可以通過(guò)有效和主動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行測試并幾乎完全根除。
活性下降是晶體電阻的相對突然增加,即石英晶體串聯(lián)電阻(Rs)隨溫度的變化而發(fā)生的擾動(dòng)。通常,活性下降是由石英晶體中的干擾振動(dòng)模式(耦合模式)引起的。這些模式從主模式中釋放能量。因此,一旦耦合模式的頻率與主模式的頻率一致,耦合模式就急劇增加主模式的電阻。這些干擾模式實(shí)際上是低頻彎曲模式的高泛音(高達第50泛音)。它們的溫度系數非常陡峭,約為-20ppm/°C。因此,它們僅在相當窄的溫度范圍內與主模式頻率一致??梢栽O計出干擾模式。如果沒(méi)有設計出來(lái),耦合模式將導致活動(dòng)下降。見(jiàn)圖1。
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Q-Tech振蕩器QTCT5702C1B-24.576000活動(dòng)下降以及如何避免它們
它們的溫度通常相當窄,大約5到30°C寬。對于給定的設計,活性下降將趨向于大約相同的溫度范圍。因為耦合模式是基于石英晶體的,所以它導致的任何活動(dòng)隨時(shí)間和溫度的變化都是非??芍貜偷?。請參閱下面的示例。
耦合模式的影響范圍從輕微到災難性再到間歇性。這取決于干擾模式的強度以及應用對振蕩器輸出電平的變化、大約2到20ppm的頻率偏移等的敏感程度?;顒?dòng)性下降可能導致系統失去鎖相或其他類(lèi)型的問(wèn)題。
活性下降的另一個(gè)原因是顆粒粘附在晶體的活性區域上或附近。這種類(lèi)型的活動(dòng)下降可以隨著(zhù)時(shí)間、溫度和時(shí)間的變化而變化。這些將受到顆粒從晶體表面分離或移動(dòng)到另一個(gè)位置的影響。因此,這種位置的變化可能會(huì )導致下跌變得更好,更糟,至少暫時(shí)消失。此外,從未檢測到轉變?yōu)橥蝗话l(fā)生或在發(fā)生下降的溫度下改變幅度。
在Q-Tech,我們有能力圍繞潛在的活動(dòng)下降進(jìn)行設計和/或在溫度測試程序中篩選出它們。這只是我們成為世界上第一高可靠性振蕩器制造商的眾多原因之一。
設計AT切割活動(dòng)無(wú)傾角石英晶體振蕩器的一些考慮因素:
(1)石英加工制造:
a.晶體單元設計的物理幾何形狀
b.電極參數和設計(R1、C1、C0、L1)
c.負載電容
d.驅動(dòng)級別和驅動(dòng)級別相關(guān)性(DLD)
e.基礎電鍍或最終電鍍過(guò)程中引入的顆粒
f.真空泵中的油等污染物
g.水晶坯上的劃痕
h.晶體切割和操作模式
i.安裝方法
j.工作溫度窗口
(2) 電路設計:
a.放大器裕度和增益
b.負載電容
c.使放大器增益與晶體驅動(dòng)電平匹配
d.操作模式(基本模式與第三或第五Overtone模式)
e.工作溫度
f.附著(zhù)晶體的方法
(3) 試驗方法:
a.安裝前對成品水晶水平面進(jìn)行測試
b.在完成的振蕩器水平下進(jìn)行測試(見(jiàn)圖2)
c.篩選試驗
d.回轉速率
e.慢斜坡試驗(1.25°C/分鐘)或每度或每五度的頻率測量,以表征活性下降。見(jiàn)圖3和圖4。
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