晶振片知识

-40~85℃ ±20MIN ±20MIN ±20M15IN
频率范围
10.00M≤F≤11.00M 11.00M＜F＜12.00M 12.00M≤F＜16.00M 16.00M≤F≤24.00M 24.00M＜F≤30.00M 30.00M＜F
频率范围
48.00M≤F＜60.00M 60.00M≤F
剪腿、压扁 浸锡、套垫 压平、测试
编带
包装
工序名称
专职检验
质量控制点

CHENLI
5
石英晶体常规技术指标
• 标称频率 晶体元件规范所指定的频率。
• 调整频差 基准温度时，工作频率相对于标称频率的最大允许偏离。常
用ppm（1/106）表示。 • 温度频差
在整个温度范围内工作频率相对于基准温度时工作频率的允 许偏离。常用ppm（1/106）表示。 • 谐振电阻（Rr）
晶体在两个固定负载间的频率变化量。
D(L1,L2)=│(FL1-FL2)/Fr│=│C1(CL2-CL1)/2(C0+CL1)(C0+CL2)│ • 牵引灵敏度（TS）
晶体频率在一固定负载下的变化率 。
TS≈-C1 *1000/ 2*（C0+CL）2 • 激励电平相关性（DLD）
由于压电效应，激励电平强迫谐振子产生机械振荡，在这个 过程中，加速度功转化为动能和弹性能，功耗转化为热。后者的 转换是由于石英谐振子的内部和外部的摩擦所造成的。
SMD 5*7 FUND
电阻
温度范围/温度频差 -10~60℃ -20~70℃ -30~80℃
70Ω ±5MIN ±10MIN ±15MIN
60Ω ±5MIN ±10MIN ±15MIN
50Ω ±5MIN ±10MIN ±15MIN

智能穿戴
总结词
晶振在智能穿戴设备中的应用主要涉及健康监测、运动跟踪等功能。
详细描述
智能手环、智能手表等智能穿戴设备需要实时监测和记录用户的健康状况和运动数据。晶振为这些设 备提供稳定的计时基准，确保计步、心率监测等功能的准确性和实时性。同时，晶振也用于智能穿戴 设备的控制电路中，实现各种操作和功能切换。
总结词
激励电流过大可能导致晶振损坏，表现为晶体失效或 性能下降。
详细描述
激励电流过大可能是由于电源电压过高、电路元件损坏 或电路设计不合理所引起的。解决此问题的方法是检查 电源电压是否在规定范围内，检查电路元件是否完好并 正确使用，同时根据需要调整激励电流的大小。
工作温度范围不达标
总结词
工作温度范围不达标可能导致晶振性能不稳定，表现为频率偏移或输出信号幅度 减小。
《晶振知识培训》课 件
• 晶振概述 • 晶振的参数与性能指标 • 晶振的应用领域 • 晶振的选用与替换 • 晶振的常见问题与解决方案
目录
Part
01
晶振概述
晶振的定义与特性
总结词
晶振是一种利用晶体物理特性制作的电子元件，具有高精度、高稳定性的特点。
详细描述
晶振是晶体振荡器的简称，它利用某些晶体（如石英晶体）的压电效应，将电能 转换为机械振动，从而产生稳定的频率信号。由于晶体的物理特性，晶振能够产 生高精度、高稳定性的频率信号，广泛应用于各种电子设备中。
Part
02
晶振的参数与性能指标
频率与精度
频率
晶振的输出频率，通常以兆赫兹 （MHz）或千兆赫兹（GHz）为 单位。
精度
晶振的频率精度，通常以百万分 之一（ppm）为单位，表示频率 误差。

晶振基础知识介绍晶振：即所谓石英晶体谐振器(无源)和石英晶体振荡器（有源）的统称。

无源和有源的区别：无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。

振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。

振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。

RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。

晶振的原理：压电效应(物理特性)：在水晶片上施以机械应力时,，会产生电荷的偏移，即为压电效应。

逆压电效应：相对在水晶片上印加电场会造成水晶片的变形即产生逆压电效应，利用这种特性产生机械振荡，变换成电气信号。

晶振的作用：一、为频率合成电路提供基准时钟，产生原始的时钟频率。

二、为电路产生震荡电流,发出时钟信号晶振的分类：一、按材质封装(1).金属封装-SEAMTYPE (2).陶瓷封装-GLASSTYPE二、贴装方式(1).直插封装-DIP (2).贴片封装-SMD三、按产品类型(1).crystal resonator—晶体谐振器（无源晶体）(2).crystal oscillator—晶体振荡器（有源晶振）---SPXO 普通有源晶体振荡器---VCXO电压控制晶体振荡器---TCXO 温度补偿晶体振荡器---VC-TCXO压控温补晶体振荡器(3).crystal filter—晶体滤波器(4).tuning fork x’tal (khz)-水晶振动子部分 KDS晶振图例：DT-14/DT-26/DT-38 DMX-26S DSX220G DSO321SR/221SR HC-49S/AT-49DSX321G/221 G SM-14J DSV531SV DSX530G/840GDSA/B321SDA晶振的名词术语：SMT ：Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD ：Surface Mount Device 表面贴装元件OSC ：Oscillator Crystal 晶体振荡器TCXO ：Temperature Compensate X‘tal Oscillator 温度补偿晶体振荡器VC-TCXO ：Voltage Controlled, Temperature Compensated Crystal Oscillator 压控温度补偿晶体振动器 VCXO ：Voltage Control Oscillator 压控晶体振动器 DST410S/310S/210A DSX320G DSA/B321SCL HC-49SMD/SMD-49晶振的重要参数：1、标称频率F：晶体元件规范（或合同）指定的频率。

4.晶振的应用 并联电路：
(a)串联共振振荡器 (b)并联共振振荡器 1)：如何选择晶体？ 对于一个高可靠性的系统设计，晶体的选择非常重要，尤其设计带有睡眠唤醒(往往用低电压以求低功 耗)的系统。这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少，造成晶体起振很慢或根本就不能起振 。这一现象在上电复位时并不特别明显，原因时上电时电路有足够的扰动，很容易建立振荡。在睡眠 唤醒时，电路的扰动要比上电时小得多，起振变得很不容易。在振荡回路中，晶体既不能过激励(容易 振到高次谐波上)也不能欠激励(不容易起振)。晶体的选择至少必须考虑：谐振频点，负载电容，激励 功率，温度特性，长期稳定性。 2)：晶振驱动 电阻RS常用来防止晶振被过分驱动。过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的 上升。可用一台示波器检测OSC输出脚，如果检测一非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值 都符合时钟输入需要，则晶振未被过分驱动；相反，如果正弦波形的波峰，波谷两端被削平，而使波 形成为方形，则晶振被过分驱动。这时就需要用电阻RS来防止晶振被过分驱动。判断电阻RS值大小的 最简单的方法就是串联一个5k或10k的微调电阻，从0开始慢慢调高，一直到正弦波不再被削平为止。 通过此办法就可以找到最接近的电阻RS值。
3).如何选择电容C1，C2？ （1）：因为每一种晶振都有各自的特性，所以最好按制造厂商所提供的数值选择外部元器件。 （2）： 在许可范围内，C1,C2值越低越好。应该试用电容将他的振荡频率调到IC所需要的频率，越准确越好， C值偏大虽有利于振荡器的稳定，但将会增加起振时间。 （3）：应使C2值大于C1值，这样可使上电时，加快晶振起振。
2.晶振的基本原理
2.1. 晶振的原理
石英晶体之所以可以作为谐振器，是由于它具有正（机械能→电能）、反（电能→机械能）压电效应。沿 石英晶片的电轴或机械轴施加压力，则在晶片的电轴两面三刀个表面产生正、负电荷，呈现出电压，其 大小与所加力产生的形变成正比；若施加张力，则产生反向电压，这种现象称为正电效应。当沿石英晶 片的电轴方向加电场，则晶片在电轴和机械轴方向将延伸或压缩，发生形变，这种现象称为反压电效应。 因此，在晶体两面三刀端加上交流电压时，晶片会随电压的变化产生机械振动，机械振动又会在晶片内 表面产生交变电荷。由于晶体是有弹性的固体，对于某一振动方式，有一个固有的机械谐振频率。当外 加交流电压等于晶片的固有机械谐振频率时，晶片的机械振动幅度最大，流过晶片的电流最大，产生了 共振现象。石英晶片的共振具有多谐性，即除可以基频共振外，还可以谐频共振，通常把利用晶片的基 频共振的谐振器，利用晶片谐频共振的谐振器称为泛音谐振器，一般能利用的是3、5、7之类的奇次泛音。 晶片的振动频率与厚度成反比，工作频率越高，要求晶片越薄（尺寸越大，频率越低），，这样的晶片 其机械强度就越差，加工越困难，而且容易振碎，因此在工作频率较高时常采用泛音晶体。一般地，在 工作频率小于20MHZ时采用基频晶体，在工作频率大于20MHZ时采用泛音晶体。