分析晶体振荡器中的石英晶体电流测量

统一电子多年来不仅为广大用户提供高可靠性的产品,并且不定期推出各类石英晶体,贴片晶振,以及石英晶体振荡器相关的技术资料,免费供应广大用户查阅.以下分析晶体振荡器中的石英晶体电流测量.

定义：晶体的驱动电平是a所见功耗的测量值振荡器的放大器电路中的晶体.驱动器级别以.表示毫瓦（mW）或微瓦（μW）.最大功耗通常是由所用石英类型和制造商指定,具有典型的额定值至1mW或2mW.晶体的驱动电平由反馈定义在晶体两侧选择的元件.

石英晶体谐振器的机械振动幅度增加与施加的电流成比例.过度驱动晶体会导致过多长期老化,输出幅度和频率失真,或更糟破坏谐振器.

行业标准：

IEC-60444-6国际,IEC,驱动电平依赖性的测量（DLD）石英

MIL-C-40468军用,规格,水晶单位石英（取消自2009年9月）

Q-TECH晶振公司的设计方法：

-目标是设计具有足够驱动的晶体最低驱动水平能够提供能量以在非常低的驱动下启动晶体驱动电平并在最坏情况下维持稳态振荡其中包括电源电压变化,电源斜坡率,运行温度和环境因素.

-基本模式下Q-Tech晶振晶体驱动电平从50μW到100μW不等在泛音模式振荡器上200μW至500μW.

-Q-Tech使用标准方法对晶体进行驱动电平依赖（DLD）测量和允许的最大ESR比率为1.3:1.

如何测量有源晶体振荡器的驱动水平：测量通过晶体的交流电流,电路偏置为3.465Vdc,使用泰克交流电流探头放大器TCP312和Tekprobe电流探头最小电流灵敏度为1mA.

建立：-将电流探头插入连接到晶体的导线.见图1.

-测量直接晶体参数RS,RL,C0

-RL也可以用RL=RS*（1+C0/CL）2来计算

-从示波器读取峰值的交流电流（Ipp）

-用Irms=Ipp/（2√2）计算RMS电流（Irms）

-使用公式计算功率：Pcrystal=RL*（Irms）2

120MHz第3 OVERT ONE振荡器的结果：

C0=1.88pF,CL=20pF,RL=30Ω,F0=120MHz,Vcc=3.465Vdc

Ipp=0.00918A

Irms=0.00325A

Pcrystal=316μW

DERATING：

晶体电流额定值：500mA

降额系数：0.5

实际电流：3.25mA

应力比：0.0065

48MHz第3 OVERT ONE振荡器QT625L的结果：

C0=3pF,CL=20pF,RL=23Ω,F0=48MHz,Vcc=3.63Vdc

Ipp=0.00112A

Irms=0.00396A

Pcrystal=360μW

DERATING：

晶体电流额定值：500mA

降额系数：0.5

实际电流：3.96mA

应力比：0.0079