淺談高精度晶振頻率誤差及應(yīng)用

頻率的變化量經(jīng)常用ppm/ppb表示晶體頻率會(huì)偏離標(biāo)稱(chēng)頻率多少。值越小精度越高。晶振的頻率誤差是晶振重要參數(shù)之一。

1 調(diào)整頻差

在25℃基準(zhǔn)溫度下，工作頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)頻率所允許的偏差。

石英晶體諧振器的規(guī)格書(shū)中，我們?？吹秸{(diào)整頻差用±30ppm max來(lái)表示。而實(shí)際的產(chǎn)品誤差值會(huì)更小 。晶振實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，諧振器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為±30ppm，而KOAN的諧振器可以實(shí)現(xiàn)±5ppm。

2 溫度頻差

溫度頻差指的是在不同工作溫度范圍內(nèi)，輸出的頻率和理想頻率的偏差。

一般通過(guò)環(huán)境溫度適應(yīng)能力和可靠性對(duì)晶振進(jìn)行等級(jí)分類(lèi)：

民用級(jí)(-20~+70℃)對(duì)晶振可靠性的要求一般，追求性?xún)r(jià)比高，主要應(yīng)用于家電，玩具等；

工業(yè)級(jí)(-40~+85℃)對(duì)晶振的精度和穩(wěn)定性要求較高，主要應(yīng)用在工業(yè)控制，交通，儀器儀表等；

汽車(chē)級(jí)(-40~+125℃)則需要對(duì)產(chǎn)品有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證；

軍用和航天(-55~+125℃)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求極高。

3 高精度晶振：恒溫晶振

恒溫晶振對(duì)溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了恒溫槽技術(shù)，將晶體置于恒溫槽內(nèi)，通過(guò)設(shè)置恒溫工作點(diǎn)，使槽體保持恒溫狀態(tài)。

恒溫晶振可以在惡劣環(huán)境下不受外界溫度影響，達(dá)到穩(wěn)定的輸出頻率。廣泛應(yīng)用于精密儀器，遙控遙測(cè)通信，雷達(dá)，電子對(duì)抗，導(dǎo)航等。OCXO比時(shí)鐘振蕩器，壓控晶振，溫補(bǔ)晶振有更優(yōu)秀的穩(wěn)定性和頻率精度。OCXO在晶振的頻率控制方面處于頂端。

KOAN凱擎小妹建議

選擇KOAN晶振時(shí)，可根據(jù)產(chǎn)品使用溫度環(huán)境和最大頻率變化容忍度，提出質(zhì)量等級(jí)要求。另外對(duì)相同型號(hào)不同參數(shù)的晶振進(jìn)行替換時(shí)，有以下建議：

01 精度

高精度的晶振替換低精度的晶振是沒(méi)有問(wèn)題的，例如20ppm替換30ppm，10ppm替換20/30ppm。小妹不建議用低精度的晶振替換高精度的晶振。32.768KHz晶振為例，精度越低，時(shí)間越不準(zhǔn)。也有系統(tǒng)工作不穩(wěn)定或者不工作的潛在問(wèn)題。

工作溫度 02

如果晶振的工作溫度范圍是-20℃~70℃，在-40℃~85℃也可能會(huì)正常運(yùn)行。但是，它在最低和最高溫度下工作的穩(wěn)定性會(huì)變差。所以答案是：可以，但是不建議。

03 負(fù)載電容

假如KX50-32.000-F-10和KX50-32.000-F-16這兩個(gè)晶振的參數(shù)都可以滿(mǎn)足要求，我們需要權(quán)衡能量損耗和頻率的穩(wěn)定性。

編輯：黃飛