為什么要重啟精密石英晶振的頻率?
精密型的石英晶體和振蕩器在生產過程中,要求通常都比較高,不僅制造的流程繁瑣,成型前的測試項目也有很多,老化測試是其中比較重要的一項。什么是晶振老化?其實是石英晶振在使用前后產生的損耗,就叫老化,老化越快壽命越短,和人的生命一樣時間越久消耗越多。
由于精密石英晶振的極低老化(小于)f/f=10-8,因此假設是穩定的埋藏狀態,即。恒溫,恒定電負載,恒定重力場等。此精度等級的晶體在恒溫器中運行。關閉并重新啟動工作電壓后,必須將恒溫器恢復到工作溫度。恒溫器的加熱時間越短,由于溫度場(應力),石英晶體諧振器中的機械應力就越大。結果,除了頻率的溫度響應之外還發生進一步的頻率變化,石英在每次接通時進行更新的,更短的老化過程。重啟后的這段時間,直到達到給定的頻率容差,稱為重啟時間。恒溫器的啟動時間決定性地涉及到這一點。因此,只能使用相關的恒溫器進行精確測試。重新進入時間的常見指示是例如3x1O-9上1小時,或1x1O-9下24小時。通過使用SC切割石英,過沖和磨合時間可以減少到約1/2至1/3。SC切割是雙捻切割,僅在特殊情況下使用,因為相關的高成本。他還具有在通常的OCXO振蕩器溫度下具有特別平坦的頻率-溫度曲線的優點。對于緊密的第二諧振電路,必須采取措施。
圖2.46恢復頻率,精密石英實例
共振頻率的短期穩定性:
短期穩定性描述了晶振頻率值或相位圍繞頻率統計平均值的短期變化。這些波動發生在小數秒到分鐘之間。短期常數可以在時間范圍或頻域內指定為相位噪聲。對于振動石英,短期常數通常在頻域內進行評估。為此,將評估頻率或相位調制所產生的頁面邊緣。該信息可以是單向波段相位噪聲≥f。是比率
該值以dBc為單位,相對于1Hz帶寬。或者,指示頻率波動SY(f)的頻譜功率密度。所使用的石英振蕩器具有良好的短期穩定性并且可用作反饋支路中的選擇元件。對于振蕩器的低相位噪聲,諧振器的高振動質量Q是至關重要的。在根據Leeson模型(第7.6章)的模擬中,在載體<(f)附近的區域中。1/Q2。Gagnepain“12>發現即使對于1/f噪聲,1/Q4依賴于1Hz的石英測量(圖2.47)。
但即使是短期的不穩定性,石英晶體也會對相位噪聲產生影響。石英的添加劑的原因是電極薄膜,與支架的接觸,表面的質量(發絲裂縫)以及表面的清潔度(異物污染),石英振蕩器的振蕩幅度。然而,石英對電路的適應性對音叉振蕩子的短期穩定性具有決定性影響。性能調整似乎是最佳的。
圖2.471/f頻率噪聲SY(1Hz)與石英Q的函數關系。
穩定性是一顆合格的貼片石英晶振最基本的要求,頻率穩定性低的晶體或振蕩器,會給產品帶來不好的影響,從而形成質量與品質問題,一顆好的晶振可以讓工程和設計事半功倍。許多采購在找晶振供應商上的時候,除了參數以外,品質穩定是最重要的需求。
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