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老化是影響石英晶體振蕩器頻率漂移的關鍵因素

返回列表 來源：金洛鑫 瀏覽：- 發(fā)布日期：2024-01-06 16:26:14【大 中 小】
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在更多的應用程序和系統(tǒng)配置需要定時冗余和本地時鐘功能作為標準操作的一部分。網元被設計成在鎖定模式(系統(tǒng)鎖定到網絡參考或GPS)或保持模式下運行。本地定時裝置必須保持系統(tǒng)以特定的頻率漂移率運行。同時，無線制導的GPS應用，如海底地震節(jié)點、軍事數(shù)據(jù)鏈路或電池供電的測試設備，使用本地振蕩器作為GPS和降噪元件的備份機制。石英計時裝置最適合“時鐘備份”，并為其眾所周知的性能屬性，如;高Q，長期精度和穩(wěn)定性，以及顯著的成本效益。本文將討論影響石英晶體振蕩器頻率漂移的關鍵因素:老化。

術語“老化”有時與術語頻率漂移交替使用，指的是石英振蕩器中頻率隨時間的變化。然而，根據(jù)國際無線電咨詢委員會(CCIR)的定義，老化是“由于社會振蕩器的內部變化而導致頻率隨時間的系統(tǒng)性變化”。相反，漂移被定義為“振蕩器頻率隨時間的系統(tǒng)變化”。漂移是晶體老化和其他外部環(huán)境因素的總和。在這個討論中，我們將只關注晶體老化。

CTS圖1

老化被定義為頻率隨時間的變化，通常表現(xiàn)為指數(shù)正、衰減的頻率漂移特性。然而，頻率變化的方向可以是正的，也可以是負的，如圖所示。如圖所示，石英晶體諧振器中可能有幾個因素共同決定了其老化性能。例如，當石英諧振器同時受到兩個方向相反、衰變速率不同的機制的作用時，方向反轉就會發(fā)生。

造成石英晶體老化的主要因素有兩個。首先是機械應力，主要是由于諧振器的機械安裝中的應力水平的變化。第二是分子污染，即使精密諧振器是在極高真空條件下極其清潔的環(huán)境中加工和密封的。這些因素可以分為兩類;可逆和不可逆，包括機械和熱應力，污染和分子遷移(質量負載)。

影響衰老的可逆因素:分子從高能態(tài)流向低能態(tài)影響石英諧振器的質量。由熱梯度引起的諧振器上的機械應力。

影響衰老的不可逆因素:由于制造過程(鋸切、研磨、拋光等)，諧振器中的應力松弛。通過汽化金屬電極鍍層的冷凝作用于諧振器的應力松弛。由于機械安裝結構，放置在諧振器上的應力松弛。鍍層向石英中遷移。

假設諧振器在較高的溫度下工作，并保持連續(xù)振蕩(如恒溫晶體振蕩器，OCXO)。在這種情況下，可逆效應將達到平衡，而不可逆效應將決定老化速率。如果烘箱和振蕩器電源中斷一段時間，讓諧振器冷卻下來，然后重新啟動，諧振器不會立即恢復到中斷前的老化速度和頻率。在關閉期間，諧振器處于比振蕩(運動)時更低的能量狀態(tài)。在這種較低的能量狀態(tài)下，諧振腔將傾向于吸附氣體分子。當振蕩器重新啟動時，氣體分子將緩慢解吸，晶體返回到高能態(tài)。當諧振器再加熱到較高溫度時，熱量通過機械支架嚴格傳導到晶體板。由于外殼內部的高真空消除了對流加熱，僅通過機械支架加熱就會在諧振器上產生熱梯度(應力)。熱沖擊可能會影響進口晶振不可逆因素，包括制造應力和安裝應力的誘導松弛，盡管這些通常通過前置溫度循環(huán)來消除。

CTS圖2

憑借CTS晶振在設計和制造精密石英晶體和振蕩器方面的豐富經驗，我們在插入最終振蕩器之前對所有晶體進行嚴格的測試和預處理。CTS執(zhí)行的測試包括諧振器角度測量和校正、DLD(驅動電平依賴)、溫度測試以及細微和嚴重泄漏。CTS預處理過程包括主動老化、高溫烘烤和熱循環(huán)，以減少振蕩器組裝前的應力。此外，CTS OCXO晶振通過熱循環(huán)和老化進行預處理，并對頻率進行連續(xù)監(jiān)測和分級，以確保符合老化要求。CTS提供多種封裝尺寸的極低老化率振蕩器

CTS原廠編碼 生產商 型號 類型 頻率 電壓 頻率穩(wěn)定度 工作溫度
1380100-004 CTS晶振 - OCXO 20 MHz 3.3V 10ppb -40°C ~ 85°C
334C1000B3C2T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1000B3C3T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1000B3I2T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1000B3I3T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1000B4C2T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1000B4C3T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1000B4I2T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1000B4I3T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1000B5C2T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1000B5C3T CTS晶振 334C VCXO 100 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B3C2T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B3C3T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B3I2T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1062B3I3T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1062B4C2T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B4C3T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B4I2T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1062B4I3T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1062B5C2T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1062B5C3T CTS晶振 334C VCXO 106.25 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B3C2T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B3C3T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B3I2T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1228B3I3T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1228B4C2T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B4C3T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B4I2T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1228B4I3T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1228B5C2T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1228B5C3T CTS晶振 334C VCXO 122.88 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B3C2T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B3C3T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B3I2T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1250B3I3T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1250B4C2T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B4C3T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B4I2T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1250B4I3T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1250B5C2T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1250B5C3T CTS晶振 334C VCXO 125 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B3C2T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B3C3T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B3I2T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1320B3I3T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1320B4C2T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B4C3T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B4I2T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1320B4I3T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1320B5C2T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1320B5C3T CTS晶振 334C VCXO 132 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B3C2T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B3C3T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B3I2T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1485B3I3T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1485B4C2T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B4C3T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B4I2T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1485B4I3T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1485B5C2T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1485B5C3T CTS晶振 334C VCXO 148.5 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B3C2T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B3C3T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B3I2T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1500B3I3T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1500B4C2T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B4C3T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B4I2T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1500B4I3T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1500B5C2T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1500B5C3T CTS晶振 334C VCXO 150 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B3C2T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B3C3T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B3I2T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1536B3I3T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1536B4C2T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B4C3T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B4I2T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1536B4I3T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1536B5C2T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1536B5C3T CTS晶振 334C VCXO 153.6 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B3C2T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B3C3T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B3I2T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1555B3I3T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1555B4C2T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B4C3T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B4I2T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1555B4I3T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1555B5C2T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1555B5C3T CTS晶振 334C VCXO 155.52 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B3C2T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B3C3T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B3I2T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1562B3I3T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C1562B4C2T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B4C3T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B4I2T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 2.5V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1562B4I3T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 3.3V ±30ppm -40°C ~ 85°C
334C1562B5C2T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 2.5V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C1562B5C3T CTS晶振 334C VCXO 156.25 MHz 3.3V ±25ppm -20°C ~ 70°C
334C2000B3C2T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 2.5V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C2000B3C3T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 3.3V ±50ppm -20°C ~ 70°C
334C2000B3I2T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 2.5V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C2000B3I3T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 3.3V ±50ppm -40°C ~ 85°C
334C2000B4C2T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 2.5V ±30ppm -20°C ~ 70°C
334C2000B4C3T CTS晶振 334C VCXO 200 MHz 3.3V ±30ppm -20°C ~ 70°C

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