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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 晶振体积小为何作用那么大?
  • 晶振体积小为何作用那么大?
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  每个单片机系统都有晶振(晶体振动器),在单芯片系统中起着非常大的作用。他结合宏处理器内部的电路,产生单芯片所需的时钟频率。单片机的所有指令的执行基于此基础。晶片提供的时钟频率越高,单芯片机的运行速度也越快。怎么分类?

  1、从外观上可以区分成圆柱晶振(DIP)、补丁晶振(SMD)。

  共振器一般分为插件(Dip)和补丁(SMD)。插件有HC-49 U、HC-49 U/S、叉子(圆柱)。HC-49 U一般叫49 U。一部分的采购通称「高型」。HC-49 U/S被称作49 S。俗称“低型”。音叉型根据体积分为3*8、2*6、1*5、1*4等。芯片类型根据尺寸和脚的位置进行分类。例如,7*5(0705)、6*3.5(0603)、5*3.2(5032)等等。脚的位置有4 pin和2 pin的区别。

  振荡器也分为插件和补丁。可以根据插件的大小和脚的位置来区分。例如,所有尺寸的称为长方形或14 pin,半尺寸的称为正方形或8 pin。其中,这里的14pin和8 pin是指振荡器内部的核心IC的脚的数目,振荡器本身是4 pin。从不同应用方面分,又可分为OSD(普通钟振),TCXO(温度补偿)、VCXO(按控)、OCXO(恒温)等。

  2、根据工作性能,分为石英结晶共振器(无源振荡器)、石英结晶振动器(有源、带电压)。晶体振荡器还可以分为Package石英振荡器(SPXO)、温度补偿石英振荡器(TCXO)、电压控制石英振荡器(VCXO)、恒温槽式石英振荡器(OCXO)。

  晶片的精度单位是(PPM),不仅决定了晶片的价格,还决定了适合你的产品的技术参数。一般使用的精度为20 PPM。影响晶片精度的因素有什么?

  石英晶体振荡器的频率精度为正20 PPM,由于电压变动而受到正负10 PPM的影响,焊接温度有正5 PPM的影响,机械振动和冲击有正3 PPM的影响,温度范围可能有正负5-20 PPM的影响。

  这些是非常普通的影响精度的要素,必须考虑,不过,单石英结晶振荡器制造厂告诉顾客的产品的精度是正负20 PPM。在实际的应用环境中精度也许只能达到50 PPM。因此,如果客户需要50 PPM精度,选择20 PPM的水晶振荡器是正确的。

  在选择设备时,为了保证产品的可靠性,会留一些余地。如果您选择了更高级的设备,您可以进一步降低失效概率,并带来潜在的效果。这个在比较产品的价格的时候也必须要考虑。要使振荡器的“整体性能”平衡、合理,必须考虑稳定度、动作温度范围、结晶老化效果、相位噪声、成本等各种因素,其中成本不仅包括设备价格,还包括产品全寿命的使用成本。

  普通民用产品使用普通结晶共振器。一些高端智能产品对晶振的要求更加严格,因此使用了振荡器。振荡器的优势:高速启动、低电压操作、低电平驱动、低电流消耗趋势,电源电压一般为3.3 V。许多TCXO和VCXO产品电流损失不超过2 mA。石英晶体振荡器的高速启动技术也显示了断路器的进展。

  晶片应用广泛,应用于智能手机、平板、蓝牙、数码产品、LED显示器、通讯设备、安全产品、数码科技、汽车电子、智能机器人、医疗设备、无人机及高端航空领域。军队、民用通信局、微波通信装置、程控电话开关、无线综合试验机、BP机、手机发送台、高频计数器、GPS、卫星通信、远程控制移动设备等也广泛使用。电子设备的90%对晶片有用,是电子产品中的“小心脏”。

  如今晶振不断实现从大尺寸到小尺寸的精细化发展,与智能硬件产品相匹配。随着智能硬件的广泛普及,晶振行业将迎来一个更大的市场发展空间,更广阔的发展前景。

  1、小型化、薄片化和片式化:为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求,石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30~100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm,目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

  2、高精度与高稳定度,目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm,VCXO的频率稳定度在10~7范围内一般可达±20~100ppm,而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001~5ppm,VCXO控制在±25ppm以下。

  3、低噪声,高频化

  4、低功能,快速启动,低电压工作,低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品,电流损耗不超过2mA等等。

  晶体谐振器已被广泛使用,许多制造商甚至使用晶体谐振器代替考虑成本因素的振荡器。晶体谐振器通常有三种包装方式:金属、陶瓷和玻璃。其中,金属包装较为常见,玻璃包装较便宜,但含铅(技术瓶颈);陶瓷包装价格介于两者之间,但技术要求较高,其中晶体振荡器的作用至关重要。TCXO振荡器、VC-TCXO振荡器和VCXO振荡器系列适用于汽车电子、医疗器械、无人机、智能机器人等高端智能产品。

 



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