在使用石英晶體的過(guò)程中也許你會(huì)遇到一些問(wèn)題,諸如頻率溫度漂移,停振故障,頻率振蕩差異等現(xiàn)象,很有人知道發(fā)生的原因以及如何補(bǔ)救.晶振一旦出現(xiàn)問(wèn)題,會(huì)對(duì)產(chǎn)品千萬(wàn)很大的影響,所以在選擇晶體晶振時(shí)需要注意品質(zhì)和生產(chǎn)日期,盡量選擇原裝正品.金洛鑫電子整理了減小頻率溫度漂移和頻率振蕩差異的資料,內(nèi)容包含了發(fā)生的原因以及補(bǔ)救措施,希望可以幫到廣大用戶和工程師們.

振蕩頻率隨溫度漂移似乎不正常.原因是什么?以下因素考慮了振蕩頻率的異常溫度特性.1.驅(qū)動(dòng)電平過(guò)高;2.晶體單元的不尋常特征;3.振蕩電路元件溫度特性的影響;4.驅(qū)動(dòng)電平過(guò)高.如果驅(qū)動(dòng)電平超過(guò)晶振單元規(guī)格中的指定值,則可以確認(rèn)振蕩頻率的異常溫度特性.它被稱為’Dip’或’Activitydip’.驅(qū)動(dòng)電平過(guò)高可能會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象.如下圖所示,AT切割晶體的溫度特性通常是平滑的三階曲線.如果有活動(dòng)傾角,晶振振蕩頻率的溫度特性將會(huì)失真.

措施1:要改變阻尼阻力大,通過(guò)改變阻尼電阻,反相放大器的輸出幅度衰減,實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平變低.通過(guò)這種變化,振蕩幅度將下降.因此,最好檢查振蕩裕度是否超過(guò)5倍.另外,需要注意振蕩幅度不要變得過(guò)小.

措施2:改變外部負(fù)載電容小,通過(guò)改變外部負(fù)載電容,由于Quartz Crystal振蕩電路的高阻抗,實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平變低.在這種情況下,由于負(fù)載電容小,實(shí)際振蕩頻率變高.因此,最好檢查實(shí)際振蕩頻率是否在您想要的頻率范圍內(nèi).

晶體單元的不尋常特征

如果在頻率-溫度特性的規(guī)范范圍內(nèi),請(qǐng)檢查負(fù)載諧振頻率的溫度特性.此測(cè)量需要網(wǎng)絡(luò)分析儀或阻抗分析儀.如果晶體單元的特性正常,請(qǐng)檢查振蕩電路中使用的元件的溫度特性.

振蕩電路元件溫度特性的影響

如果外部負(fù)載電容或雜散電容因溫度變化而改變,則振蕩頻率將發(fā)生變化.請(qǐng)檢查它們的溫度特性.為避免發(fā)生活動(dòng)下降,必須降低驅(qū)動(dòng)水平,實(shí)際振蕩頻率從標(biāo)稱頻率偏移,則將考慮以下原因:

貼片石英晶振的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平超過(guò)其指定的最大值;實(shí)際負(fù)載電容與規(guī)范中的指定值不同;振蕩不正常.晶體單元的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平超過(guò)其指定的最大值.重要的是晶體單元的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平在驅(qū)動(dòng)電平規(guī)范內(nèi),過(guò)高的驅(qū)動(dòng)電平可能導(dǎo)致更高的振蕩頻率或更大的R1,請(qǐng)參考下面的如何測(cè)量驅(qū)動(dòng)電平.

如何測(cè)量驅(qū)動(dòng)水平

如果要將驅(qū)動(dòng)器級(jí)別調(diào)低,可以采取以下措施.

措施1:要改變阻尼阻力大

通過(guò)改變阻尼電阻,反相放大器的輸出幅度衰減,實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平變低,通過(guò)這種變化,振蕩幅度將下降.因此,最好檢查振蕩裕度是否超過(guò)5倍,另外,需要注意振蕩幅度不要變得過(guò)小.

措施2:改變外部負(fù)載電容小

通過(guò)改變外部負(fù)載電容,由于振蕩電路的高阻抗,實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平變低,在這種情況下,由于諧振器負(fù)載電容小,實(shí)際振蕩頻率變高.因此,最好檢查實(shí)際振蕩頻率是否在您想要的頻率范圍內(nèi).實(shí)際負(fù)載電容與規(guī)范中的指定值不同,晶體單元的振蕩頻率按照其規(guī)范中規(guī)定的負(fù)載電容進(jìn)行分類,因此,如果實(shí)際負(fù)載電容與規(guī)范中規(guī)定的負(fù)載電容不同,則實(shí)際振蕩頻率可能與晶體單元的標(biāo)稱頻率不同.您可以通過(guò)以下措施調(diào)整此頻率差異.

措施1:調(diào)整外部負(fù)載電容

為了改變外部負(fù)載電容,實(shí)際振蕩頻率變低,如果外部負(fù)載電容很大,請(qǐng)注意振蕩裕度會(huì)很低,通過(guò)大的外部負(fù)載電容,振蕩幅度可能很小.

措施2:改變指定不同負(fù)載電容的晶體單元

為了應(yīng)用具有大負(fù)載電容的晶體單元,實(shí)際振蕩頻率變高.例如:你需要30MHz的頻率,并使用規(guī)定頻率為30MHz的晶體單元作為負(fù)載電容,額定頻率為6pF.但是你確認(rèn)實(shí)際振蕩從30MHz低至30ppm.實(shí)際電路板上的負(fù)載電容似乎大于6pF.所以你用8pF作為負(fù)載電容改變指定30MHz的壓電石英晶體單元.通過(guò)這種變化,實(shí)際振蕩頻率從30MHz低至5ppm,您可以調(diào)整頻率差.

Unbuffer類型

在用C-MOS逆變器構(gòu)成的振蕩電路中,具有單個(gè)C-MOS的逆變器,稱為“非緩沖型”,效果更好.采用多C-MOS或施密特觸發(fā)器型的逆變器不適用于振蕩電路,因?yàn)樗鼈兡軌蛟跊](méi)有晶體單元的情況下啟動(dòng)不希望的振蕩.

振蕩不正常

振蕩電路可能不在石英晶振單元的標(biāo)稱頻率附近工作,它被稱為“不規(guī)則振蕩”,如果C-MOS逆變器不是非緩沖型,可能會(huì)發(fā)生這種情況.通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼電阻和外部負(fù)載電容,可以減少不規(guī)則振蕩的可能性.為了從根本上解決這個(gè)問(wèn)題,需要應(yīng)用具有非緩沖型C-MOS逆變器的IC.當(dāng)發(fā)現(xiàn)不規(guī)則振蕩時(shí),請(qǐng)聯(lián)系IC制造商確認(rèn)C-MOS逆變器是否為非緩沖型.如果您考慮的IC不是非緩沖型,請(qǐng)考慮將IC更換為具有非緩沖型C-MOS逆變器的替代型IC.