TXC小尺寸MHZ石英晶体的低驱动水平讲解

台晶的制造技术以及封装技术一直在提高,技术的提升制造了小体积的MHZ石英晶体1.6x1.2mm封装.一般体积较大的石英贴片晶振可以轻松的处理高达1mW的驱动电平,而晶振体积减小之后呢,晶体的功耗降低了,使用电力也减少了.下面统一电子介绍到的是TXC小尺寸MHZ石英晶体的低驱动水平讲解

TXC晶振公司在制造和包装方面的进步技术制造了小尺寸的MHz石英晶体可用低至1612贴片封装.这在以前的技术是无法达到的.小型便捷式设备,如智能手机屏幕越来越宽,厚度也越来越薄,对于机身的要求没有改小,但是在对于内部零件以及使用性能要求越来越高.

手机设备供应商继续要求更小和更高性能的组件.零部件供应商继续通过迎接挑战重塑自我.较大的一般尺寸的石英贴片晶振可以处理驱动水平容易达到1mW.随着SMD晶振尺寸的下降,水晶散装材料可以处理越来越少的电力.对于最小尺寸的石英晶体,供应商通常指定最低100mW的最大驱动电平和建议说10mW驱动电平正常使用.适当操作驱动器会出现什么级别超过最大驱动器级别规范,供应商通常会定性地回应石英晶体可能会看到过度老化,可能会看到频率扰动,并可能在最严重的情况下出现破碎情况.

2.小体积TXC晶振,小尺寸贴片晶振,仍在存在主要使用“单一”方法制造（in与CSP和WLP方法相比,市场上最小的石英晶体不是必需的最高的体积和最具成本效益.小尺寸通常包括密封的石英晶体三个关键部件-高温共燃陶瓷（HTCC）底座,镀镍可伐金属盖,和石英晶体.石英晶体供应商收到陶瓷基底通常呈片状阵列形式.

图1来自TXC Corporation的1.6mmx1.2mm石英晶体

以下表中列出了目前最小的石英晶体有六个不同供应商提供.一个值得注意的经验法则是,在较低频率下维持低运动阻力（Rm）变得更加困难变得更小.这促成了几个供应商使用不同切割的Lamé模式（in与AT切割的厚度-剪切模式形成对比）石英晶体在3.5mmx2.5mm内实现4MHz（3225贴片晶振）包装用于一些特殊应用.

另一个经验法则是供应商指定更低随着TXC晶振变小,最大驱动电平.很多人应用设计师一般更喜欢使用水晶振荡器处于产品开发的早期阶段和产品寿命.当产品进入广泛时接受后,设计师倾向于改用石英晶体作为降低成本的一部分.节省成本是对设计师有吸引力,然而设计师则有努力指定石英晶体正确的负载电容,最大Rm,正确的频率以ppm等设置公差,以保证正常在他们自己的电路中振荡.保持较大足够的负阻力Rm比（通常>5）和在指定的最大驱动器内驱动晶体水平是正常振荡的重要因素.

3.驱动水平

图2描绘了典型的皮尔斯振荡电路晶体以其并联谐振（fp）驱动.RF反馈阻力是一般嵌入的在振荡器电路内部（片上）,以提供DC偏置到反相放大器.Rf约为1M用基波MHz石英晶体振荡.电路是可以在片外实现的控制电阻限制流入石英晶体的电流调整振荡的可用负阻电路.它的值可以从几个到几个k.

图2皮尔斯振荡电路

C1和C2是接地负载电容提出了一个组合负载电容（CL）C1·C2/（C1+C2）为石英晶体.功率Pc由石英晶体消散的可近似为

V是振荡器驱动电压.Ce等于Co+CL其中Co是石英晶振晶体的静电容.以2.5mmx2.0mm 12MHz石英为例Co为0.6pF,CL为12pF,Rm为90Ω的晶体在1.8V驱动下,耗散功率约为120mW.注意石英晶体上的实际电压没有更长的等于振荡器的驱动电压路的存在.如前一节所述,供应商指定较低的最大驱动器级别为石英晶体变小.物理推理是因为有更少的可用材料消散能量较小的石英晶体.它也可以从Eq.看1更高的功率消耗更多Rm是典型的较小的石英晶振.

图3具有不同Rd的频率与负载上限

设计师熟悉大势所趋频移与CL（可拉性）如图所示我们包括改变价值的影响控制电阻Rd在图中.改变CL是已知可以改变驱动电平（如公式1所示）.它当然也改变了可用的负面阻力来自振荡电路.

图4驱动电平与负载电容具有不同的Rd                  图5具有不同Rd的负电阻与负载电容

图4和5结合在一起改变Rd值的变化.如今许多石英晶体供应商免费提供振荡电路对客户的电路分析服务和石英晶体匹配,以限制功率驱动进入不断减小尺寸的石英晶体和保持足够大的负Rm比阻力.更多相关资料欢迎登入统一官网查看了解.