在稱為老化的過(guò)程中,石英晶體諧振器的諧振頻率隨時(shí)間移動(dòng)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?cè)诜Q為老化的過(guò)程中隨時(shí)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(yīng)用中起作用.可以最小化由制造過(guò)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(chǔ)知識(shí)

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(guò)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(yīng):

●線疲勞:

●摩擦磨損:

驅(qū)動(dòng)級(jí)別:

在制造和使用中,可以通過(guò)多種方式最小化老化程度:

●減少制造時(shí)效:在制造過(guò)程中,應(yīng)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(jìn)入.制備晶體坯料的最后階段也必須盡可能精細(xì)地制備.不是研磨坯料以使其達(dá)到正確的尺寸,而是使用化學(xué)蝕刻.以這種方式,對(duì)晶格造成最小的破壞,并且這減少了污染物隨時(shí)間的進(jìn)入,這將導(dǎo)致老化.

●減少使用中的老化:使用水晶的電路設(shè)計(jì)也有效果.通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電平再次保持在低水平,晶體老化將更少.

正如預(yù)期的那樣,晶體頻率的變化率隨制造后的時(shí)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(dǎo),發(fā)現(xiàn)它在運(yùn)行的前45天內(nèi)是最快的.即便如此,在整個(gè)晶振生命周期中總會(huì)有一定程度的老化.鑒于最大變化率是在制造之后立即進(jìn)行的,高耐受性物品在運(yùn)輸之前運(yùn)行一段時(shí)間.在非常高的公差項(xiàng)目中,這可能延長(zhǎng)到幾個(gè)月的操作.

一旦老化率達(dá)到穩(wěn)定,就會(huì)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(gè)主要變化是使用的封裝類型.通孔晶體的兩種最常見(jiàn)的封裝方法是電阻焊和冷焊.對(duì)于電阻焊密封封裝,這些通常給出大約百萬(wàn)分之五(ppm)的數(shù)字,對(duì)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(dòng).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(dòng),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(guò)幾年的操作后,老化的影響可能會(huì)穩(wěn)定下來(lái).但是,如果這些改變,它們可能會(huì)導(dǎo)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(yīng)

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(huì)受到任何損壞.密封件不應(yīng)損壞,銷釘也不應(yīng)彎曲,因?yàn)檫@可能會(huì)破壞密封.

在需要非常高的性能的情況下,振蕩器通常是預(yù)先老化的,即在溫度下運(yùn)行,以確保在裝置交付之前已經(jīng)過(guò)了最大老化速率的時(shí)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(jìn)行定期校準(zhǔn),其中頻率精度很重要.在許多電路中,問(wèn)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(gòu)買正確的晶體,然后可以設(shè)計(jì)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.