1、晶体振动与晶体的区别

　　2）晶体（无源）通常是一种非极性元素，直接插入两英尺。它需要一个时钟电路来产生振荡信号。普通49U，49S包装。

　　3）晶振（有源）通常封装在桌子上，有四个脚。内部时钟电路只能通过电源产生振荡信号。一般有7050、5032、3225、2520种包装形式。

　　2、MEMS硅晶振和石英晶振的区别

　　MEMS的硅晶振是以硅为原料，采用先进的半导体技术制成的。因此，与石英相比，它在高性能、低成本方面具有明显的优势，具体表现在以下几个方面：

　　1）全自动半导体技术（芯片级），无气密性问题，永不停止振动。

　　2）具有无温度漂移的温度补偿电路，保证全温-40-85℃。

　　3）平均无故障工作时间为5亿小时。

　　4）地震性能是石英振荡器的25倍。

　　5）支持1-800MHz的任意频点，精确输出5位小数。

　　6）支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多电压匹配。

　　7）支持10ppm、20ppm、25ppm、30ppm、50ppm等精度匹配。

　　8）支持7050、5032、3225和2520的所有标准尺寸包装。

　　9）标准四腿和六腿封装直接取代石英振荡器，无需任何设计变更。

　　10）支持差分输出、单端输出、电压控制（VCXO）、温度补偿（TCXO）等产品类别。

　　11）市场增长率300%有望在三年内取代80%以上的石英振荡器市场。

　　3、晶体谐振器等效电路

　　晶体振荡和晶体参数的详细解释

　　上图是一个简化电路，其阻抗特性与谐振频率附近的晶体谐振器相同。其中：C1为动态电容器，也称为等效串联电容器；L1为动态电感，也称为等效串联电感；R1为动态电阻，也称为等效串联电阻；C0为静态电容器，也称为等效并联电容器。

　　在这个等效电路中，有两个最有用的零相位频率，一个是共振频率（fr），另一个是反共振频率（fa）。当在振荡电路中使用晶体元件时，它们通常与负载电容器相连，使晶体在fr和fa之间的频率下工作。这个频率由振荡电路的相位和有效电抗决定。通过改变电路的电抗条件，可以在一定范围内调节晶体的频率。

　　4、关键参数

　　4.1额定频率

　　指晶体元件规范中规定的频率，即用户在电路设计和元件选择中所需的理想工作频率。

　　4.2调整频差

　　参考温度下工作频率与额定频率的最大允许偏差。常见的PPM表示

　　如果将ppm转换为百分比符号“%”，则为1 ppm=0.0001%。

　　但是在大多数科技期刊中，他们使用厘米（）来将ppm转换为：1 ppm=0.001。

　　ppm指百万分之一。同样，b和t分别表示十亿和万亿。

　　1 ppm=10 ^-6量级，类似于ppb、ppt等，分别为-9倍和-12倍。

　　4.3温度频率差

　　整个温度范围内工作频率与参考温度的允许偏差。通常用ppm表示。

　　4.4老化率

　　特定条件下时间引起的频率漂移。该指示器对于精确的晶体是必要的，但它“没有明确的测试条件，而是由制造商通过计划的所有产品的现场测试持续监控。某些晶体元素可能比要求的水平更差，这是允许的（根据国际电工委员会的公告）。解决老化问题的最好方法是制造商和用户之间的密切协商。

　　4.5谐振电阻（RR）

　　在谐振频率下，晶体元件的等效电阻约等于所谓的动态电阻R1或等效串联电阻（ESR），而不考虑C0的影响。此参数控制晶体元件的品质因数，并决定应用电路中的晶体振荡水平，从而影响晶体的稳定性和能否实现理想的启动。因此，它是晶体元素的一个重要参数。一般来说，对于给定的频率，所选晶体盒越小，平均ESR可能越高；在大多数情况下，特定晶体元件的电阻在制造过程中无法预测，但只能保证低于规范中给出的最大值。

　　4.6负载谐振电阻（RL）

　　在负载谐振频率fl下，与规定外电容串联的晶体元件的电阻。对于给定的晶体元件，其负载谐振电阻值取决于与该元件一起工作的负载电容值。串联负载电容的谐振电阻总是大于晶体元件本身的谐振电阻。

　　4.7负载电容（cl）

　　负载谐振频率fl的有效外电容与晶体元件一起确定。晶体元素规范中的氯离子既是一种测试条件，又是一种使用条件。该值可根据用户的具体用途进行调整，对FL的实际工作频率进行微调（即可调整晶体的制造公差）。但它有一个合适的值，否则会使振荡电路恶化。该值通常采用10 pF、15 pF、20 pF、30 pF、50 pF和。当标记cl时，意味着cl是在没有附加负载电容的串联谐振电路中应用的，其工作频率是晶体（串联）谐振频率fr。用户应注意，对于某些晶体（包括非封装振荡器应用），电路实际电容的偏差（+0.5pf）会产生（+10*10-6）在生产规格的给定负载电容下的频率误差（特别是对于小负载电容）。因此，负载电容是一个非常重要的阶跃规范指标。

　　4.8静态电容器（C0）

　　等效电路静臂中的电容。其尺寸主要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工技术。

　　4.9动态电容（C1）

　　等效电路动态臂的电容。它的大小主要取决于电极的面积，也与晶圆的平行度和微调的大小有关。

　　4.10动态电感（l1）

　　等效电路动态臂中的电感。动态电感和动态电容是一对相互关系式。

　　4.11共振频率（fr）

　　在特定条件下，晶体元件的阻抗是两个电阻频率中的较低值。根据等效电路，当不考虑C0的影响时，fr由c1和l1确定，近似等于所谓的串联（分支）共振频率（fs）。这个频率是晶体的自然共振频率。在高稳定度晶振的设计中，将其作为设计参数，使晶振在额定频率下稳定工作，确定频率调节范围，并设置频率微调装置。

　　晶体振荡和晶体参数的详细解释

　　4.12负载共振频率（FL）

　　在特定条件下，晶体元件与负载电容器串联或并联，当其为电阻时，其组合阻抗为两个频率的一个频率。在串联负载电容器中，FL是两个频率中较低的频率；在并联负载电容器中，FL是较高的频率。对于给定的负载电容值（cl），两个频率的实际效果相同；以及

　　该频率是大多数晶体应用电路中的实际频率，也是制造商满足用户要求的产品满足额定频率的测试指标参数。

　　晶体振荡和晶体参数的详细解释

　　4.13质量系数（Q）

　　品质因数又称机械Q值，是反映谐振器性能的重要参数。与L1、C1有以下关系：

　　Q=wl1/r1=1/wr1c1

　　如上所述，R1越大，Q值越低，功耗和频率不稳定性越大。反之，Q值越高，频率越稳定。

　　4.14驱动水平

　　用耗散功率表示的晶体元件的激发条件的量度。所有晶体元件的频率和电阻在一定程度上随激励电平的变化而变化，称为激励电平依赖性（DLD）。因此，在实际的晶体应用电路中，订单规格中的激励电平必须是激励电平。由于晶体元件激励电平的内在相关性，在设计振荡电路和使用晶体时，用户必须注意并保证不存在低激励电平、启动不良或激励频率异常的现象。

　　4.15励磁水平依赖性（DLD）

　　由于压电效应，激励水平迫使谐振子产生机械振荡。在这个过程中，加速功转化为动能和弹性能，动力消耗转化为热能。后者是由石英谐振子的内外摩擦引起的。

　　摩擦损失与振动粒子的速度有关。当振动不再是线性的，或石英振子或其表面和悬置点的张力或应变、位移或加速度达到临界值时，摩擦损失将增大。因此，频率和电阻会发生变化。

　　在处理过程中导致DLD损坏的主要原因如下。结果可能是它不能启动。

　　1）谐波振荡器表面存在粒子污染。主要原因是生产环境不干净或与晶圆表面非法接触。

　　2）谐振子的机械损伤。主要原因是磨削过程中的划痕。

　　3）电极内有微粒或银球。主要原因是真空室不干净，镀膜速度不当。

　　4）安装时电极接触不良；

　　5）支架、电极和石英板之间存在机械应力。

　　4.16 DLD2（单位：欧姆）

　　不同激励水平下负载谐振电阻的最大值与最小值之差。（例如从0.1UW到200UW，总共20步）。

　　4.17 RLD2（单位：欧姆）

　　不同激励水平下负载谐振电阻的平均值接近谐振电阻Rr，但较大。（例如从0.1UW到200UW，总共20步）。

　　4.18寄生响应

　　除主响应（所需频率）外，所有晶体元件都有其他频率响应。减小寄生响应的方法是改变晶圆的几何尺寸、电极和晶圆加工工艺，同时改变晶体的动态和静态参数。

　　寄生响应测量

　　1）SPDB使用db表示fr的大小和最大寄生大小之间的差异。

　　2）最大寄生位置处的支路电阻；

　　3）SPFR寄生最小电阻与谐振频率之间的距离用Hz或ppm表示。

　　5。晶振分类

　　5.1封装石英振荡器（SPXO）

　　无温度控制和补偿的石英振荡器。频率和温度特性取决于石英振荡晶体本身的稳定性。

　　5.2温度补偿石英振荡器（TCXO）

　　附加温度补偿电路降低了石英振荡器的频率，该频率随周围温度的变化而变化。

　　5.3压控石英振荡器（VCXO）

　　控制外部电压以改变或调整输出频率的石英振荡器。

　　5.4恒温槽石英振荡器（OCXO）

　　恒温槽石英振子或在一定温度下的石英振子晶体，以及在环境温度下通过控制其输出频率来维持最小变化的石英振子。

　　除上述四种振荡器外，随着锁相环、数字和存储技术的应用，各种功能的石英振荡器也在迅速增长。