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振蕩器還是石英晶體？如何為您的應(yīng)用找到合適的組件

• 領(lǐng)先全球希華晶體at切割角度的奇特之處，pcba上的負(fù)載晶體頻率具有擴(kuò)展分布。

• 由于頻率牽引能力和負(fù)載電容之間的關(guān)系，負(fù)載電容越小，頻率變化越敏感。以下步驟如下所示。

  (1)增加負(fù)載電容，Cg和Cd，使用CL較大的晶體。

  (2)使用更精確的電容Cg和Cd。

  (3)使用更精確的晶體。

  產(chǎn)品的通病。

  1.可以使用一般的清潔溶液或超聲波清潔方法來清潔我們的SMD晶振產(chǎn)品。但是，在某些情況下，超聲波清洗機(jī)可能會(huì)在我們產(chǎn)品的振蕩頻率下產(chǎn)生共振，從而惡化器件的電氣特性，甚至損壞器件的整體結(jié)構(gòu)。因此，建議在清洗前進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

  2.音叉產(chǎn)品在接近超聲波清洗機(jī)清洗頻率的頻帶上振蕩，這可能會(huì)引起諧振，惡化設(shè)備的電氣特性，甚至損壞設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)避免使用超聲波清洗機(jī)清洗音叉裝置。如果需要使用這種方法清潔音叉裝置，建議在清潔過程前后檢查裝置的功能。

  3.為防止干擾，布局時(shí)請(qǐng)避開產(chǎn)品下方的任何電路。

  4.當(dāng)數(shù)據(jù)表標(biāo)有“NC”或“請(qǐng)勿連接”時(shí)，請(qǐng)不要連接任何電路，以避免功能出錯(cuò)。

  5.避免通過超聲波焊接進(jìn)行安裝和加工，這種方法有可能使過度振動(dòng)在晶體產(chǎn)品內(nèi)部傳播，并成為特性惡化和不振動(dòng)的原因。領(lǐng)先全球希華晶體at切割角度的奇特之處.

  顧客購買水晶時(shí)，需要哪些參數(shù)？

  主要信息:

  標(biāo)稱頻率、負(fù)載電容、公差(+/-ppm)

  次要信息:(取決于Siward或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))

  尺寸、ESR(等效串聯(lián)電阻)、C0(并聯(lián)電容)、工作溫度范圍.

  晶體石英的切割角度如何影響溫度特性？

領(lǐng)先同行SIWARD CRYSTAL引領(lǐng)世界的心跳，希華晶片設(shè)計(jì)開發(fā)擁有穩(wěn)健的晶片設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，并且參考設(shè)計(jì)模擬軟體輔助，經(jīng)過30多年累積上萬筆設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)，提供希華快速反應(yīng)客戶需求的能力。穩(wěn)定的頻率輸出并依照客戶特殊調(diào)變需求、雜訊控制提供最佳設(shè)計(jì)以滿足客戶模組需求。

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論

依照設(shè)計(jì)理論可得知隨著目標(biāo)頻率的變更，石英晶振晶片設(shè)計(jì)失效值亦隨之改變，若設(shè)計(jì)值碰觸上圖中的輪廓震蕩線則產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生Dip而造成模組失效風(fēng)險(xiǎn)，故需因應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)避免發(fā)生頻率發(fā)生Dip的現(xiàn)象。

軟體輔助設(shè)計(jì)

晶片開發(fā)若透過試錯(cuò)法將花費(fèi)大量時(shí)間與資源，這樣一來不但無法滿足客戶即時(shí)的需求并且也消耗大量內(nèi)部資源。希華透過軟體模擬設(shè)計(jì)從模型建立而后執(zhí)行FEM分析（Finite Element Analysis），來得知特定設(shè)計(jì)是否存在寄生震蕩或輪廓震蕩，并且可分析出最佳設(shè)計(jì)區(qū)段從而做到有效率的尋找晶片最佳設(shè)計(jì)。領(lǐng)先同行SIWARD CRYSTAL引領(lǐng)世界的心跳.

遙遙領(lǐng)先Skyworks差分晶振的優(yōu)勢(shì)，Skyworks推出一流的抖動(dòng)衰減時(shí)鐘，以滿足高速通信的計(jì)時(shí)要求，新的Si536x差分晶振產(chǎn)品系列為400/800G網(wǎng)絡(luò)提供超高性能55 fs RMS

慕尼黑-(商業(yè)資訊)-Skyworks解決方案公司。(Nasdaq: SWKS)今天推出了最新的抖動(dòng)衰減器產(chǎn)品組合，用于構(gòu)成當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施主干的高速網(wǎng)絡(luò)、通信和數(shù)據(jù)中心設(shè)備。這些新產(chǎn)品旨在滿足為承載5G流量而部署的高速網(wǎng)絡(luò)的性能要求，并支持人工智能和邊緣計(jì)算等新應(yīng)用。新的Si536x產(chǎn)品系列補(bǔ)充了Skyworks當(dāng)前的Si539x抖動(dòng)衰減時(shí)鐘可滿足設(shè)計(jì)人員和供應(yīng)商的特定時(shí)序需求。

不斷增長的數(shù)據(jù)帶寬需求推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心環(huán)境對(duì)使用高速56G/112G/224G PAM-4 SerDes和相干光技術(shù)的400G/600G/800G+以太網(wǎng)鏈路的需求。Dell'Oro Group預(yù)測(cè)，這些數(shù)據(jù)速率目前占整個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的一半，預(yù)計(jì)到2025年800G將占主導(dǎo)地位。1這些高速系統(tǒng)要求不同頻率、信號(hào)格式和電壓電平的多個(gè)時(shí)鐘具有超低抖動(dòng)。

為了滿足這一需求，Si536x有源晶體振蕩器產(chǎn)品系列在緊湊型時(shí)鐘IC解決方案中提供頻率靈活性和時(shí)鐘樹片內(nèi)集成，最多可提供18路時(shí)鐘輸出，抖動(dòng)小于55 fs RMS，實(shí)現(xiàn)最佳收發(fā)器性能。抖動(dòng)裕量的增加還有助于降低產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，加快網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商的上市時(shí)間。

“Skyworks的最新產(chǎn)品系列延續(xù)了該公司開發(fā)創(chuàng)新定時(shí)解決方案的悠久歷史，其特色是超低抖動(dòng)DSPLL架構(gòu)和MultiSynth任意頻率’時(shí)鐘合成，”表示詹姆士·威爾森，副總裁兼計(jì)時(shí)產(chǎn)品總經(jīng)理Skyworks。“這些產(chǎn)品針對(duì)下一代高速通信設(shè)計(jì)，允許我們的客戶利用最高性能、最低抖動(dòng)的時(shí)鐘。"

Si535/536 XO采用Skyworks Solutions的先進(jìn)DSPLL®電路以提供高速差分頻率的超低抖動(dòng)時(shí)鐘。與傳統(tǒng)XO不同，在傳統(tǒng)XO中，每個(gè)輸出都需要不同的晶體頻率，Si535/536有源晶振使用一個(gè)固定晶體來提供寬范圍的輸出頻率。這種基于IC的方法允許晶體諧振器提供卓越的頻率穩(wěn)定性和可靠性。此外，DSPLL時(shí)鐘合成提供了卓越的電源噪聲抑制，簡化了任務(wù)在噪聲環(huán)境中生成低抖動(dòng)時(shí)鐘通信系統(tǒng)。基于Si535/536 IC的XO是工廠編程的在裝運(yùn)時(shí)，從而消除了與定制振蕩器。

Fox Quartz Crystal設(shè)計(jì)與制作，美國FOX公司是一家超級(jí)注重于品質(zhì)的元器件供應(yīng)商，為了好的品質(zhì)不惜一切代價(jià)在一個(gè)小細(xì)節(jié)上面死磕，只為了讓用戶好的體驗(yàn)，憑借著精湛的工藝，卓越的性能，過硬的品質(zhì)使得其在行業(yè)之中得到無數(shù)的稱贊，隨著不斷增長的需求，?？怂构疽庾R(shí)到新的機(jī)會(huì)來臨，便利用長期積累的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)新的需求開發(fā)高質(zhì)量低成本的石英晶振，產(chǎn)品具有輕薄小低功耗低損耗的特點(diǎn)，比較適合用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，智能產(chǎn)品，電子數(shù)碼等領(lǐng)域.

晶體僅在最終應(yīng)用中提供頻率選擇元件。有外部并且需要增益級(jí)來實(shí)現(xiàn)最終所需的時(shí)鐘信號(hào)。這個(gè)晶體頻率范圍通常被認(rèn)為小于160MHz。這個(gè)頻率以上的晶體需要復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，調(diào)諧困難，需要專門的高頻晶體。

需要提供CMOS或BJT增益級(jí)，有許多可接受的配置。這個(gè)該級(jí)的輸入和輸出阻抗會(huì)影響電路Q。放大器噪聲水平會(huì)影響這兩者相位噪聲和抖動(dòng)。該級(jí)如何在有源增益區(qū)偏置對(duì)振蕩器至關(guān)重要啟動(dòng)。此外，該階段的帶寬會(huì)影響啟動(dòng)特性。如果振蕩器電路為了在泛音上操作晶體，放大器中需要一個(gè)頻率選擇裝置電路，以確保電路在所需的晶體泛音處僅具有所需的增益和相移。
振蕩器電路在晶體諧振時(shí)產(chǎn)生交流電流。此交流電流或驅(qū)動(dòng)器液位必須低于臨界值，否則晶體可能會(huì)損壞。過大的電流會(huì)導(dǎo)致晶體運(yùn)動(dòng)超過彈性極限而斷裂。XY切割（音叉）32.768KHz手表晶體必須限制在約5µA或更小，否則晶體的尖端將斷裂。
>1MHz的SMD無源晶體通常是AT切割晶體。這些設(shè)備可以容忍較寬的驅(qū)動(dòng)器級(jí)別范圍在達(dá)到毫瓦驅(qū)動(dòng)水平之前，不會(huì)發(fā)生斷裂。增加的老化可能發(fā)生在更高的µW驅(qū)動(dòng)范圍。過度驅(qū)動(dòng)晶體會(huì)激發(fā)不想要的振動(dòng)模式。這些可以導(dǎo)致在不同的狹窄溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的頻率跳躍。
在大多數(shù)情況下，晶體在無功負(fù)載下運(yùn)行。這樣可以調(diào)整最終最終應(yīng)用中的頻率。這通常需要校正頻率變化與水晶的時(shí)間。CLOAD值決定了頻率與負(fù)載電容的靈敏度。AT切割晶體對(duì)于低值可以具有30ppm/pF的靈敏度。使用更高的負(fù)載值電容降低了靈敏度，但增加了振蕩啟動(dòng)的難度。CLOAD溫度特性可以改變振蕩器的頻率對(duì)溫度的響應(yīng)。
晶體的頻率響應(yīng)由晶體穿過原子的切口決定石英晶體的平面。這導(dǎo)致了穩(wěn)定且可重復(fù)的溫度響應(yīng)。這個(gè)曲線圖顯示了AT切割晶體的不同切割的頻率-溫度響應(yīng)。每個(gè)曲線有2分鐘的弧度不同。

每條曲線是通過石英晶體的原子平面的切割的2分鐘弧的變化。

晶體有許多參數(shù)需要指定，以確保接收到符合最終應(yīng)用程序要求。
•頻率
•校準(zhǔn)，設(shè)定點(diǎn)為25°C

•CLOAD
•穩(wěn)定性，頻率與25°C溫度的關(guān)系
•工作溫度范圍
•Cl的最大ESR，晶體諧振電阻
•C0范圍，引腳間電容
•LMOTIONAL或CMOTIONAL，設(shè)置晶體的拉出能力
•驅(qū)動(dòng)級(jí)別
•頻率和電阻的驅(qū)動(dòng)電平依賴性（DLD）
•老化
•絕緣電阻
還有其他規(guī)范，如每°C允許的最大頻率變化，或平滑曲線允許的最大響應(yīng)（擾動(dòng)控制）。

進(jìn)貨檢驗(yàn)或測(cè)試需要專用設(shè)備：
•晶體阻抗計(jì)（CI計(jì)）
•具有特殊測(cè)試夾具和軟件的網(wǎng)絡(luò)分析儀
電路板布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。以下是一些注意事項(xiàng)：
•導(dǎo)線長度必須盡可能短。
•晶體引線阻抗高，對(duì)噪聲非常敏感。
•電容器和晶體封裝的接地節(jié)點(diǎn)不得涉及循環(huán)噪聲源的電流。
•如果引線上的泄漏路徑低于500K歐姆，這可能會(huì)影響振蕩器的啟動(dòng)并且還將使頻率偏移多達(dá)幾個(gè)ppm。

Quarztechnik Quartz Crystal詳細(xì)說明書，這是一家有著50多年元器件經(jīng)驗(yàn)的晶振品牌公司Quarztechnik，一直以來，秉持著創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，持續(xù)不斷為行業(yè)創(chuàng)造巨大的價(jià)值，同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)的極致追求，使得其走向非凡的道路，總能以滿足用戶的需求為主，針對(duì)新興領(lǐng)域打磨一系列高質(zhì)量的產(chǎn)品，其中最為主流的石英晶振一直備受市場(chǎng)的歡迎，Quarztechnik利用自身的優(yōu)勢(shì)，做到高品質(zhì)低損耗低功耗的特點(diǎn)。

我必須承認(rèn):當(dāng)我在近五個(gè)月前加入Quarztechnik的營銷團(tuán)隊(duì)時(shí)，我對(duì)頻率元件一點(diǎn)概念都沒有。我不知道石英是什么，它看起來像什么，也不知道它與振蕩器有什么不同。當(dāng)然，現(xiàn)在這種情況已經(jīng)改變了，這要感謝我的技術(shù)同事們的耐心和詳細(xì)的解釋。

在過去的幾個(gè)月里，我對(duì)晶體和振蕩器了解得越多，我就越意識(shí)到頻率產(chǎn)品在我們的日常生活中無處不在！沒有頻率發(fā)生器的典型日常工作？難以想象。讓我給你舉幾個(gè)我個(gè)人日常生活中的例子。

石英保證了精確的時(shí)間測(cè)量

我的一天從鬧鐘響起開始。這已經(jīng)是石英最經(jīng)典的應(yīng)用領(lǐng)域:發(fā)條裝置。20世紀(jì)70年代，從機(jī)械操作的鐘表到電動(dòng)石英表的轉(zhuǎn)變石英產(chǎn)品首次進(jìn)入大眾市場(chǎng)。

當(dāng)連接到外部電源時(shí)，石英以穩(wěn)定的頻率振蕩，這決定了鐘表機(jī)構(gòu)的節(jié)奏。簡而言之，石英確保手表“知道”一秒持續(xù)多長時(shí)間。由于產(chǎn)生的頻率總是保持完全相同，石英晶體被認(rèn)為是時(shí)間測(cè)量最高精度的保證。

智能控制電子學(xué)

起床后半個(gè)小時(shí)，我坐在車?yán)锶ド习?。過了一會(huì)兒，第一滴雨點(diǎn)落下來了。雨量傳感器開始工作，雨量感應(yīng)雨刷有規(guī)律地工作。根據(jù)水量的多少，或快或慢，正如控制電子設(shè)備中使用的石英所指示的那樣。但不僅僅是雨量傳感器:轉(zhuǎn)向指示燈、舒適座椅調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向柱電子設(shè)備也依賴石英晶體作為頻率發(fā)生器。

大雨使我沮喪，我需要音樂。因?yàn)闊o線電流行音樂太可怕了，我把手機(jī)通過藍(lán)牙連接到汽車的音響系統(tǒng)，開始播放自己的音樂。為了使手機(jī)和汽車之間的交流順利進(jìn)行，它們必須以完全相同的無線電頻率相互通信。你可能已經(jīng)懷疑石英是照顧這一點(diǎn)。

瑞斯克石英晶體振蕩器說明書，隨著電子行業(yè)的產(chǎn)品越來越多元化，為了更好順應(yīng)市場(chǎng)的變化，Crystek公司利用自身的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)目前振動(dòng)器產(chǎn)品進(jìn)行深入研究與探索說明，并研發(fā)設(shè)計(jì)出極具有價(jià)值的石英晶體振蕩器，并因此吸引了廣泛用戶的關(guān)注，產(chǎn)品融合的高質(zhì)量低抖動(dòng)低電壓的特點(diǎn)，可以滿足不同應(yīng)用程序的需求，同時(shí)也優(yōu)化相噪聲，又獲得極好的用戶體驗(yàn)。

圖1中的皮爾斯門振蕩器得到了大多數(shù)設(shè)計(jì)師的認(rèn)可，但很少有人了解如何正確指定晶體。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用的晶體圖1可以是基本的AT-CUT或BT-CUT。BT-CUT晶體質(zhì)量差與AT-CUT相比，頻率隨溫度的穩(wěn)定性。此拓?fù)涫褂闷叫芯w而不是串聯(lián)晶體。當(dāng)指定平行晶體時(shí)，晶體制造商還將要求您指定負(fù)載電容。

要了解負(fù)載電容，請(qǐng)考慮串聯(lián)LC電路，其中晶體是L，負(fù)載電容是C。諧振LC電路的頻率將作為L和C的函數(shù)而變化在晶體情況下，L是固定的（溫度不是參數(shù)）。瑞斯克石英晶體振蕩器說明書.

晶體數(shù)據(jù)表上的參數(shù)由負(fù)載電容是25°C時(shí)中心頻率的公差或校準(zhǔn)。如果有源晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)不匹配負(fù)載電容值，則中心頻率將不在數(shù)據(jù)表的公差限制。有趣的是并聯(lián)晶體要求其電容負(fù)載有效串聯(lián)其端子。
那么，您的皮爾斯門振蕩器向結(jié)晶如圖2所示的一個(gè)簡單計(jì)算將告訴您。

圖2中大多數(shù)設(shè)計(jì)師忽略的最重要的事實(shí)是反相器門的內(nèi)部輸入和輸出電容。這些與外部（C1和C2）相比在值上是顯著的。如果Cin和Cout沒有指定，那么每個(gè)5 pF的猜測(cè)值是好的開始以后可以通過改變啟動(dòng)來優(yōu)化電路C1和C2的值。所以，不要放棄你的主要寬容；計(jì)算您的振蕩器電容負(fù)載。

既然你知道了如何計(jì)算負(fù)載電容電路呈現(xiàn)給水晶，您應(yīng)該選擇什么負(fù)載電容？在回答這個(gè)問題之前，你需要知道晶體中心頻率對(duì)負(fù)載的靈敏度電容。這被稱為微調(diào)靈敏度S，由下式給出：

其中Cm是晶體的運(yùn)動(dòng)電容，
Co是晶體的分流電容，
Cload是負(fù)載電容。
從修剪靈敏度方程中，你可以看到，你制作的Cload越小，就越大微調(diào)靈敏度。換句話說，如果你正在設(shè)計(jì)一個(gè)固定頻率的時(shí)鐘，那么你選擇一個(gè)高的Cload值，比如20 pF。但是，如果你正在設(shè)計(jì)一個(gè)可變頻率振蕩器（VCXO）選擇諸如14pF的低Cload值。瑞斯克石英晶體振蕩器說明書.

FOX貼片晶體FQ5032BR-20.000最優(yōu)方案是6G無線模塊應(yīng)用,美國?？怂构臼且患矣兄鴺O其豐富經(jīng)驗(yàn)的頻率控制元器件供應(yīng)商，憑借著自身的實(shí)力，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和高端的生產(chǎn)設(shè)備，以及一流的服務(wù)團(tuán)隊(duì)，使得其在晶體行業(yè)占據(jù)很大的優(yōu)勢(shì)，并通過持續(xù)放大自身的影響力，以達(dá)到自身高要求高標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，同時(shí)利用自身的資源，開發(fā)陶瓷晶振編碼FQ5032BR-20.000，型號(hào)C5BQ，尺寸為5.00mmx3.20mm，頻率為20MHZ，頻率穩(wěn)定性為±50ppm，負(fù)載電容20pF,工作溫度為-40°C ~ 85°C,產(chǎn)品具備良好的穩(wěn)定性能和可靠性能，比較適合用于高精密應(yīng)用程序，常用于6G無線模塊，智能設(shè)備，無線藍(lán)牙，智能音響等領(lǐng)域。

下面介紹的是物理和 超微型的電特性 低輪廓AT切割石英晶體諧振器以及其生產(chǎn)方法的概述。

AT切割石英晶體諧振器已經(jīng)用于精密頻率控制 超過60年，今天是世界上廣泛使用的晶體類型。而 傳統(tǒng)的AT晶體是圓盤形的 對(duì)更小元件的需求導(dǎo)致了微型自動(dòng)測(cè)試條的研制。到 滿足制造商對(duì)均勻的需求小型元件，F(xiàn)OX公司 開發(fā)了一種超小型低姿態(tài)石英晶體作為其CX-4家族的一部分 產(chǎn)品。作為比較，CX-4只需要大約三分之一的土地面積 CX一號(hào)和大約一半的土地CX的面積-3。(參見表1和圖一。)

石英晶體有天然的也有人造的,是一種重要的壓電晶體材料.石英晶振本身并非振蕩器,它只有借助于有源激勵(lì)和無源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩.人造石英通過使用立式高壓釜(高溫高壓容器)的水熱溫差法制造.通過對(duì)流控制板將高壓釜分成兩個(gè)上室和下室.上部是晶種,下部是熔化區(qū).之后,在高壓釜中加入約60-80％的自由空間稀釋堿性溶液,蓋上蓋子并用加熱器加熱.

這主要是說從電子元件封裝來選擇適合的元件.比如石英晶振的封裝包含很多信息,包含晶振的尺寸,特別是引腳的相對(duì)位置關(guān)系,還有元件的焊盤類型.當(dāng)然我們根據(jù)元件封裝選擇元件時(shí)還有一個(gè)要注意的地方是要考慮元件的外形尺寸.引腳位置關(guān)系:主要是指我們需要將實(shí)際的元件的引腳和PCB元件的封裝的尺寸對(duì)應(yīng)起來.我們選擇不同的元件,雖然功能相同,但是元件的封裝很可能不一樣.我們需要保證PCB焊盤尺寸位置正確才能保證晶振能正確焊接.