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晶振的一般知识和质量控制

文章来源:admin   更新时间:2017-04-13   点击率:

晶振的一般知识和质量控制
 1. 晶振的作用是产生时钟信号,晶体谐振器与其它器件共同组成晶体振荡器。
 2.晶体谐振器,要达到稳定性好,要求串联谐振电阻既要小又要一致性好,同时激励功率变化带来的阻抗变量越小,晶体的谐振点容易一致,这样外围电路调试比较容易,使产品更稳定,那么具体如何实现呢?第一,用Q值(Q值是等效电路中动态臂谐振时的品质因数,振荡电路所能获得的最大稳定性直接与电路中晶体的Q值相关。Q值越高,晶体带宽越小,电抗值变化越陡,外部电抗对晶体影响越小)高的水晶材料,能降低串联电阻,同时控制胶量的匀称性;第二,要求生产车间净化程度很高,能减少本体之外的灰尘附着物带来的干扰,降低阻抗变量;第三,成品测试将并联谐振电阻和DLD值(功率改变引起的阻抗变量)控制在相对更小的范围内。
3.根据经验及晶体本身的特性总结出:第一,在使用过程中,外围匹配电容(包括杂散电容)愈接近晶体标称电容,电路形成的振荡频率愈接近标称频率。电路的稳定性由晶体本身和外围电路共同决定,最佳电路应让工作频率高与标准频率8PPM左右,因为频率每年都要下降3PPM左右即年老化率,这样才能保证电路中振荡频率在5年内准确度很高;第二,晶体在使用中还要具有一定的温度稳定性和抗震性及可焊性,如何实现?1)提高晶片加工精度,降低晶体封闭壳中氮气的露点,通过高低温测试试验;2)生产上,用优质胶,点匀和及时烤胶,检查剔除有崩边的晶片,通过跌落和机械振动测试(100-20000G)试验,提高包装保护;3)同时增加240±10℃和5S条件下的耐高温测试。
4.晶体振荡器分直插(DIP-14,DIP-8)和SMD贴片。直插式的一般为非三态线路,有需求可选三态规格,SMD式的为三态线路输出。在使用中DIP系列1#角在无特殊说明时为断开的,静电对DIP破坏性较小。SMD系列1#角内部相连,外接时需断开,静电对其破坏最大,容易击穿IC,须作静电保护;另外,SMD系列晶振在焊接过程中不要温度过高,时间过长,一般控制在260℃±5℃,少于5秒。还应注意SMD晶振两侧有的会有DLD测试线,焊接时不能与任意焊点相连。晶振在使用中电压分5V,3.3V,1.8V等不能兼容,否则会不稳定。
5.随着晶振的被广泛应用到各种高端设备中,对其要求也越来越高,压控晶体振荡器(VCXO),温补晶体振荡器(TCXO)及恒温晶体振荡器(OCXO)的需求逐步上升。VCXO是可以利用电压变化来调整输出频率。TCXO是包含一个温度感应电路,在温度发生变化是调整输出频率,是输出的频率随温度变化的偏差降低了,从而使其在一定的温度范围内保持较高的频率稳定度,一般精度要求在0-3PPM之内的做成这种。OCXO具有更高的稳定性,而且有更低的相位噪声,精度更高,它是通过内部的恒温槽维持晶体温度的稳定。
晶振的检验技术和质量控制
(一)表晶,常规标准频率误差是+/-20PPM,阻抗是30-40KΩ,但我们实际检验控制为:Φ3*8分为A:±5PPM /15KΩ;B:±10PPM /15KΩ;C:±15PPM /18KΩ
     Φ2*6分为A:±5PPM /25KΩ;B:±10PPM /28KΩ;C:±15PPM /30KΩ
客户可以根据需求选择表晶,要求高的可以选择误差和阻抗小的,如A或B。
 二)晶体谐振器:常规标准是频率+/-30PPM,加严控制为+/-20PPM阻抗因频率不同而变,2007年以前:A表格,今天参数控制是B表格所显示的:
A表格                                                                                          
49S晶体
49U晶体
频率
阻值
频率
阻值
3.579545M /4M
≤120Ω
1.8432M
≤500Ω
4.1M~5M
≤90Ω
2M
≤300Ω
5.1M~8M
≤60Ω
2.4576M
≤150Ω
8.1M~10M
≤50Ω
3M/3.2768M
≤120Ω
10.1M~12M
≤40Ω
3.579545M
≤90Ω
12.1M~30M
≤30Ω
4M
≤80Ω
30M以上
≤30Ω
4.1M~6M
≤60Ω
48M(泛音)
80-100
6.1M~7M
≤50Ω
 
 
8M~10M
≤40Ω
10.1M~20
≤30Ω
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B表格
49S晶体
49U晶体
频率
阻值
频率
阻值
3.579545M
≤95Ω
1.8432M
≤300Ω
3.6864M
≤80Ω
2.097152M
≤200Ω
4.000M/4.032M
≤80Ω
3.072M
≤90Ω
4.096M
≤75Ω
3.200M
≤60Ω
4.433619M
≤70Ω
3.579545M
≤65Ω
4.8970M
≤65Ω
4M
≤40Ω
5.000M
≤60Ω
5.000MM
≤30Ω
5.350M
≤50Ω
6.000M
≤20Ω
6.000M
≤40Ω
6.144M
≤20Ω
6.9567M-10M
≤30Ω
10.000M
≤20Ω
10.6M
≤20Ω
11.0592M
≤15Ω
10.8M
≤25Ω
15.360M
≤12Ω
11.0592M
≤25Ω
18.432M
≤10Ω
12.000M-18.432M
≤15Ω
20.000M
≤10Ω
20.000M-24.576M
≤12Ω
 
 
25.000M-27.2M
≤10Ω
 
 
28.224M
≤11Ω
 
 
28.322M
≤12Ω
 
 
30.000M-36.864M
≤15Ω
 
 
37.998M
≤20Ω
 
 
38.897M
≤20Ω
 
 
48.000M
≤45Ω
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
此外,单单要严格要求这些参数,还是不够的,我们在其他参数包括DLD值,Q值等等,对这些参数我们通过权威检测仪器250B进行检测和控制,确保客户可以用到质量最好的晶体器件。
SMD系列不在一一列举。
(三)晶体振荡器:这种产品的在控制上我公司更是相当的严格,对每一项参数都要求是最高的,所有产品参数我们都会用PRA1020测试仪器进行测试控制。另外除了对行业参数所控制的范围,进行加严控制,我们还会进一步增加更为全面的测试要求,比如一般的标准电压是5V或是3.3V,除了要在标准电压下保证误差,参数正常,我们还会在上下限电压进行参数测试,5V晶振会测到4.5V和5.5V电压下的频率误差,3.3V晶振会测到2.97V和3.63V电压下的频率误差,同时控制其一致性,现场观看测试过程及测试数据表。不同客户不同要求,客户可以直接观看筛选过程。
另外,为了追求晶振的高稳定性,我们对晶振还要进行抗震性和温度的电性能测试,在公司备有专业的高低温冲击测试箱,可以进行冷热温度冲击,测试晶振的耐温能力;有抗冲击实验设备—LD振动台,对晶振的抗震性进行试验测试。我们还将准备增设带电工作高低温48小时老化控制设备。我们公司的宗旨就是把我们KOAN的产品做到精益求精,实现满足客户的高质量的要求,让KOAN品牌的晶振真正成为客户首选。

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