在稱為老化的過程中,石英晶體諧振器的諧振頻率隨時間移動少量.石英晶體諧振器用作濾波器和振蕩器,作為高性能諧振電路.這些諧振器以其高性能和穩(wěn)定性而聞名,但它們在稱為老化的過程中隨時間略微改變其頻率.盡管頻率變化很小,但它們是永久性的,并且可能在頻率精度非常重要的一些應用中起作用.可以最小化由制造過程和使用中的石英晶體老化箱引起的變化.

石英晶體老化基礎知識

石英晶體老化是由許多不同因素引起的.Differnet晶體以不同的速率老化,這可歸因于許多因素:一些在制造過程中,一些在于它們的使用方式.

●水晶表面變化:

●晶格污染:

●熱效應:

●線疲勞:

●摩擦磨損:

驅(qū)動級別:

在制造和使用中,可以通過多種方式最小化老化程度:

●減少制造時效:在制造過程中,應將其封裝在惰性氣體環(huán)境中,確保密封良好,以免其他氣體進入.制備晶體坯料的最后階段也必須盡可能精細地制備.不是研磨坯料以使其達到正確的尺寸,而是使用化學蝕刻.以這種方式,對晶格造成最小的破壞,并且這減少了污染物隨時間的進入,這將導致老化.

●減少使用中的老化:使用水晶的電路設計也有效果.通過將驅(qū)動電平再次保持在低水平,晶體老化將更少.

正如預期的那樣,晶體頻率的變化率隨制造后的時間而變化.頻率的最大變化率在制造后立即發(fā)生,之后衰減.作為指導,發(fā)現(xiàn)它在運行的前45天內(nèi)是最快的.即便如此,在整個晶振生命周期中總會有一定程度的老化.鑒于最大變化率是在制造之后立即進行的,高耐受性物品在運輸之前運行一段時間.在非常高的公差項目中,這可能延長到幾個月的操作.

一旦老化率達到穩(wěn)定,就會發(fā)現(xiàn)許多類型的典型數(shù)字都可以引用.發(fā)現(xiàn)其中一個主要變化是使用的封裝類型.通孔晶體的兩種最常見的封裝方法是電阻焊和冷焊.對于電阻焊密封封裝,這些通常給出大約百萬分之五(ppm)的數(shù)字,對于使用HC43/U支架的冷焊密封封裝,這些數(shù)字通常為2ppm.這些都向下移動.在某些情況下也可能發(fā)現(xiàn)玻璃封裝的諧振器.它們傾向于向上移動,并且可能具有公差或略小于5ppm.還有各種各樣的表面貼裝晶體.

如果晶體保持在相同的電路中并且溫度相同,則經(jīng)過幾年的操作后,老化的影響可能會穩(wěn)定下來.但是,如果這些改變,它們可能會導致老化率發(fā)生變化.它甚至可能改變方向.

最大限度地減少老化效應

水晶周圍環(huán)境的清潔是減少衰老的主要方法之一.因此,必須確保SMD晶振封裝或封裝不會受到任何損壞.密封件不應損壞,銷釘也不應彎曲,因為這可能會破壞密封.

在需要非常高的性能的情況下,振蕩器通常是預先老化的,即在溫度下運行,以確保在裝置交付之前已經(jīng)過了最大老化速率的時間段.

石英晶體諧振器老化的影響將始終存在.結(jié)果,有必要提供精確調(diào)整頻率精度至關(guān)重要的電路中頻率的方法.還必須進行定期校準,其中頻率精度很重要.在許多電路中,問題可能并不重要.為了最大限度地減少晶體老化的影響,可以購買正確的晶體,然后可以設計任何電路以最小化效果.將晶體保持在穩(wěn)定的溫度也有幫助.