EPSON工程独家详解泛音晶体的振荡电路由统一电子整理,欢迎广大用户收藏选用.泛音振荡电路的一个例子如图1所示.石英晶体在具有基波的振荡电路(图1).相比之下,在该电路两个额外的电感器.

图1基本振动模式下的典型振荡电路

增加的电感器之一(L01:连接到晶体管(Q1)的发射极)包括频率选择电路以及并联连接的CO 2,抑制基波或低振荡以稳定谐波振荡.由L01和C02组成的该环称为选择电路.为了获得选择性,条件是L01和C02的值的配置,使得L01和C02的并联谐振频率 【泛音振荡电路算式】在所请求的谐波频率和较低的谐波频率或基频之间.

TXC晶振是台湾晶体行业的佼佼者,一直以来不断推出高品质的石英晶振,贴片晶振,晶体振荡器等.为了更好的服务广大用户,TXC同样提供各种产品解决方案和技术支持.

1.摘要

保证AT切割石英非常重要水晶板在纯厚度剪切下振动模式,因为模式耦合总是导致性能下降.很多板振动分析和模拟已在过去60年完成年份;然而,只有很少的晶振测量水晶模式的形状,特别是高频率的.在本文中,我们使用激光辐射用于检测振动形状的仪器.它可以清楚地说明每个轴的位移有助于区分振动模式更容易.而且测量TXC晶振的频率可以大于100MHz的.通过这种仪器的厚度剪切模式已经测量了非谐波模式.该结果很好地匹配理论.流离失所模式耦合样本和纯厚度剪切模式样本,比较哪些可以说明什么当两种模式耦合时发生在板上.这些结果可以帮助工程师解决耦合问题.

2.简介

对于现代通信系统,石英晶体谐振器/有源晶体振荡器的性能预计会越来越高.其中一个水晶工程师最困难的问题是频率和阻力活动因此而下跌温度变化.对于小型晶体谐振器,它是很难通过电气来避免所有不需要的模式在整个工作温度范围内的响应（通常从-40℃到+85℃或更高）.很多年人们试图用探针来检测电动激发石英晶体板的电荷得到板的振动形状.20世纪60年代,哈拉塔和哈拉塔Spencer1使用X射线地形来描述模式形状.但这些方法通常都可以测量相对较低频率的振动只能说出3轴的复合位移.在本文中我们使用激光辐射仪,MEMSMap510（挪威Optonor公司制造）检测振动形状以获得更多位移场和耦合模式的信息用于高端AT晶体谐振器设计.

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.

表面声波(SAW)器件的特征在于它们具有紧凑设计的能力,这导致它们作为频率滤波器在移动设备中广泛安装.最近,已经研究了在作为通信设备的重要无源元件的双工器(可以执行发送和接收的天线分支滤波器)中使用SAW滤波器器件,但是一个重要的技术障碍是提高了可靠性(高-在施加大功率的发射滤波器的功率耐久性.

特别是在GHz级高频带中,电极需要0.5μm水平的微观电极图案,并且这些设计在功率流动时容易受到图案破坏的影响.为了克服SAW声表面滤波器中的这些实际障碍,通过将铝电极材料制成具有原子取向的外延膜来增加图案强度,并且这成功地实现了功率耐久性的显着改善.在衡量功率耐久性的寿命测试中,使用外延膜的SAW器件表现出比传统多晶电极长106倍的功率耐久性(相当于280年的耐久性),并且这些发展成为世界上第一个W-CDMASAW双工器产品.

该技术具有极高的通用性,目前,它广泛用于日本和海外的SAW双工器,用于第三代通信标准(UMTS)中的多个频带,并且它在全球通信市场中使用.该技术通过为通信设备,特别是蜂窝电话实现紧凑和薄型设计,为该行业做出了重大贡献.

日本村田是专业生产陶瓷晶振,陶瓷谐振器,贴片电容,石英晶体元件的知名制造商,为世界各地用户提供了无数优异的产品,拥有独特的生产技术,完善的服务体系,获得广大用户认可.

村田制作所建立了从原材料到成品的综合生产体系,不断开发和积累基础技术基础,如材料技术,前端工艺技术,产品设计技术,后端工艺技术和分析技术.村田晶振集团还致力于通过与外部合作伙伴积极合作以及开发预测未来的核心技术和产品来创造新的市场和创新.以下所介绍到的是村田制作所的产品设计技术以及后端工艺技术,欢迎有需要的用户收藏选用.

产品设计技术,塑造未来

从单功能组件到模块再到整体解决方案提案,村田制作所多年来提供的价值不断发展.我们致力于开发能够及时响应客户需求的技术和产品.

NEL晶振是美国一家生产制造石英晶体,贴片晶振,有源晶振,时钟晶体振荡器的电子元件制造商,一直以来为世界各地用户提供了无数优异产品.并且提供多种产品解决方案和各种技术资料.以下是亿金电子提供的NEL时钟晶体振荡器生成和分组件注意事项,供应工程技术参考.

1、Crystal振荡器和输出选择

选择合适的有源晶振,晶体振荡器是在高速应用中至关重要,因为它将提供时钟参考全时钟分配系统.通常是严格的晶体振荡器应用要求频率稳定性为±20ppm,快速上升并且下降时间小于600皮秒,低特征抖动和正耦合器逻辑(PECL)差分输出.频率稳定性将提供可靠的系统参考,而波形的快速上升和下降时间将会导致系统抖动低.(虽然饱和了可以引入快速上升和下降时间的过渡不需要的噪音,这种噪音将被取消使用差分信号.)

   村田制作所一直为IC制造商以及家用电器和汽车车载电子元件制造商提供陶瓷谐振器的IC匹配服务,这些电子元件在其产品中使用IC已超过30年.我们的服务有助于减少客户组装产品的评估工时.我们还于2008年开始为我们的石英晶体提供IC匹配服务,以满足电信设备市场的需求,该市场需要更高的频率控制精度.所需的IC匹配因使用谐振器的市场而异.在本文中,统一电子将介绍村田谐振器的IC匹配信息.

   村田谐振器的IC匹配

   谐振器与在实际使用中具有内置振荡器电路的IC耦合.振荡器电路具有内置的反相放大器电路,例如逆变器.这些内置逆变器的特性因IC而异.另外,存在有助于变化的因素,例如用户设计的电路板的条件,谐振器特性和施加到IC的电压.这些变量有时会引起异常振荡,如图1所示.当发生异常振荡时,组装的产品开始以异常方式运行.为了防止出现这种问题,Murata晶振公司借用其客户的IC安装电路板来评估IC匹配.

村田集团不管是电子元件还是办公设备做的都很成功,在国际占有重要声誉.村田所生产的陶瓷晶振,陶瓷谐振器以及石英晶振,晶体振荡器具有高品质,高精度等特点,被广泛用于各行各业中.村田石英晶振具有消费级,工业级以及汽车级温度范围,下面统一电子要给大家介绍的就是村田汽车级晶体谐振器应用及注意事项.

村田汽车级晶体谐振器,实现小包装及高度精确的频率,采用村田成熟的保证技术以及高规格的晶体元件.

村田汽车级晶体谐振器应用特征

1.村田汽车级晶体谐振器,贴片晶振可靠性高,且适用温度范围广.

2.本晶体谐振器产品体积极为小巧,可减少安装空间.

3.本系列产品符合RoHS和ELV指令,无铅无害,符合国际ROHS环保要求.

4.本系列产品符合AEC-Q200.

村田汽车级石英晶体谐振器应用

1.动力传动系（如引擎/传输管理ECU）

2.高级驾驶员辅助系统（ADAS）（如驾驶员辅助照相机、图像处理、紧急制动辅助系统ECU）.

3.底盘、安全应用等.

4.汽车多媒体设备.

尽管村田晶振质量高,性能稳定,但如果不注意使用同样会对产品造成一定的损伤,因此我们在使用产品时应注意以下几点.

一、注意事项（焊接和安装）

1.1.焊接条件

（1）回流焊接:请采用回流焊接方式将村田晶振安装到电路板上.

焊剂：请使用松香类焊剂,不得使用水溶类焊剂.

焊料：请在下列条件下使用焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu）

标准焊膏厚度：0.10至0.15mm

（2）烙铁焊接

如果不得不使用钎焊烙铁来安装晶振,则请不要让烙铁直接接触元件.如果施加了过大的热应力,元件接线端子或电气特性有可能被破坏.请将焊料避开金属帽（盖）.

1.2.焊接最佳焊料用量

请确保焊料用量小于基底高度,以避免损坏金属盖与基底之间的密封件.

2.清洗

村田石英晶振不可清洗.

3.安装注意事项

建议使用具备光学定位能力的贴装机来贴装村田SMD晶振.根据贴装机不同或条件不同,本元件受到机械作用力时有可能损坏.在大批量生产之前,请使用贴装机对本元件进行评估.不得使用采用机械定位方式的贴装机.

石英晶振晶体是如今智能电子产品都会用到的一种频率元件,为了更好的服务广大用户,各大石英晶振厂商不断努力研发创新,以提供更符合市场需求的晶振产品.产品中晶振晶体的频率稳定性以及负责电容是不可忽略的重要参数,以下文中所要介绍到的就有关频率以及负责方面的问题,欢迎广大用户收藏选用.

对于许多应用,需要通过使用负载电抗元件来提取晶体频率.这可能是必要的,以便减少制造公差或在锁相环和频率调制应用中.

在以下图中5a,5b和5c分别所代表的内容

-仅一个水晶单元

-具有串联负载电容CL的晶体单元

-具有并联负载电容CL的晶体单元

图5晶振负载电容CL的影响

例如,在石英晶体振荡器电路中,晶体单元和电容器的组合（图5b）用作具有与图5a类似的低阻抗的负载谐振频率fL的晶体单元.在图5c中,负载电容CL与晶体单元并联,并且该组合将用作具有负载谐振频率fS的晶体单元

石英晶体蚀刻:蚀刻是利用化学品和其他物质的腐蚀作用处理材料的技术.结合光刻技术,可以同时从石英晶体板形成大量小尺寸和尺寸精度优良的音叉型或AT石英振荡器片.它还用于厚度调整,以调整AT晶体单元的频率.

随着电子设备也正在取得进展的小型化的石英晶体振荡器的小型化,已成为实现通过机械加工来实现小型化,高精密加工的难度的一个基本要素的技术.

CITIZEN晶振的光刻：它可以处理适合于低成本的石英晶体光刻,使用印刷电路板制造工艺从半导体工艺中使用的超精细图案中批量生产.

MEMS系列:充分利用半导体微细加工技术,高精度的超小型,MEMS,以形成三维结构,高功能性,时候未来技术所注重的.西铁城晶振在制备使用MEMS那些,可以是一致的对应的从设计和模拟到原型.作为TSV（硅通孔：硅贯通电极）前面的例子和再布线技术,有在这样的微通道的经验,硅,可与各种基材,例如陶瓷兼容.

西铁城晶振的热处理

陶瓷面晶振烧结：后模塑,温度控制,以及已生产的石英晶体,贴片晶振具有低缺陷烧结通过在最佳的针对每个所述材料性质,例如空气,真空,氮气氛条件进行生产.

金属面晶振热处理：此外CITIZEN晶振从汽车行业已经获得了信任,高素质的管理技能,精密零件,具有精细零件的热处理技术诀窍,通过努力提高生产效率,实现高生产率."Isonite处理","渗碳处理"等也可以通过供应链来处理.

Q-Tech Corporation成立于1972年,旨在为高要求产品应用的公司提供最先进的石英晶振,SMD晶振,时钟振荡器和频率控制解决方案.Q-Tech晶振公司在高可靠性晶体振荡器制造方面处于领先地位,美国Q-Tech Corporation致力于通过持续的综合质量方法确定,理解和响应频率控制行业的期望,不断提高Q-Tech质量管理体系的有效性,最终实现客户满意度.以下为统一电子所整理的Q-Tech晶振晶体电流测量操作

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.驱动器级别以毫瓦（mW）或微瓦（μW）表示.最大功耗通常是由所用石英晶振类型和制造商指定,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驱动电平从50μW到100μW不等在泛音模式振荡器上200μW至500μW.

-Q-Tech晶振使用标准方法对Q-Tech晶振进行驱动电平依赖（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.

-测量直接晶振晶体参数RS,RL,C0

-RL也可以用RL=RS*（1+C0/CL）2来计算

-从示波器读取峰峰值的交流电流（Ipp）

-用Irms=Ipp/（2√2）计算RMS电流（Irms）

-使用以下公式计算功率：Pcrystal=RL*（Irms）2

120MHz第3OVERTONE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：

Q-Tech晶振晶体电流额定值：500mA

降额系数：0.5

实际电流：3.25mA

应力比：0.0065

48MHz第3OVERTONE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：

Q-Tech晶振晶体电流额定值：500mA

降额系数：0.5

实际电流：3.96mA

应力比：0.0079