晶振技術指標小結

• 一、概述
• 二、晶振的定義及分類
• • 1、普通封裝晶體振蕩器(SPXO)
  • 2、壓控式晶體振蕩器(VCXO)
  • 3、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)
  • 4、恒溫晶體振蕩器(OCXO)
• 三、晶振的主要技術指標的理解
• • 1、頻率準確度與頻率穩定度
  • 2、長期穩定度與短期穩定度
  • 3、其他技術指標

一、概述

晶振是我們電路中必不可少的核心器件，是我們板卡的心臟，本文將晶振的主要技術指標整理如下，便于后續選型參考，以加深對晶振頻率穩定度的理解，理解有誤之處還請大家留言拍磚o(∩_∩)o。

二、晶振的定義及分類

晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片，石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器，其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的，如下圖

晶振按照是否有電源供電而分為無源晶振和有源晶振，有源晶振有分為如下幾類：

1、普通封裝晶體振蕩器(SPXO)

它無溫度補償功能，也無電壓控制功能，其頻率特性完全取決于晶體以及外部振蕩電路。標準頻率為1~100MHz，頻率精度最高可達±10ppm。由于SPXO不包含任何頻率補償功能，因此是晶振中精度最差的一個種類，價格低廉，通常作為微處理器的時鐘器件。在PCB布局時，SPXO器件應遠離發熱源。

2、壓控式晶體振蕩器(VCXO)

VCXO是通過外部施加控制電壓時振蕩頻率可調的晶體振蕩器。它的特點：輸出頻率可以通過輸入電壓控制，一般控制范圍為±50~±200ppm。工作原理：通過改變外加調整電壓的大小，能改變容性負載CL的值，從而實現頻率的調整。由于VCXO的具有振蕩頻率可調整的特點，所以用頻率溫度穩定度來定義環境溫度變化對頻偏的影響。由于VCXO不具備溫度補償功能，因此在PCB布局時，VCXO器件應遠離發熱源。VCXO除了電源電源外，還需要控制電壓，以調整輸出頻率，當控制電壓調整為中央電壓時，VCXO輸出標稱的基準頻率。VCXO常用在鎖相環電路中。

3、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)

TCXO是利用附件的溫度補償電路以減少環境溫度對振蕩頻率的影響，其特點是頻率精度遠遠高于SPXO和VCXO。工作原理：利用熱敏電阻的溫度敏感性，當溫度變化時，熱敏電阻的阻值和容性負載同時發生變化，而容性負載的變化會改變振蕩頻率，從而實現對振蕩頻率的修正。

4、恒溫晶體振蕩器(OCXO)

將晶體和振蕩電路置于恒溫箱中，以消除環境溫度變化對頻率的影響。頻率精度為10-10~10-8量級。頻率穩定度在四種類型振蕩器中最高。

不同的特性決定了四種類型晶振的應用場合：如果需要設備即開即用，需選用SPXO、VCXO和TCXO。OCXO晶振需要一定的穩定時間。如果要求時鐘信號較高的穩定度，推薦使用TCXO和OCXO。

三、晶振的主要技術指標的理解

1、頻率準確度與頻率穩定度

晶振的頻率準確度，可以理解為晶振的實際工作頻率（當然可能是一個絕對值，原因見下面分析）與標稱值之間的偏差。
晶振的頻率穩定度，是在晶振實際工作頻率為中心（或在某一條件下的值）上下波動的范圍，例如由于溫度變化、電源電壓波動、負載變化等因素引起的頻率偏差，是一個相對值。
有些說法中將晶振的頻率準確度與穩定度混為一談，或者很少提及頻率準確度，需要充分理解這兩個概念。
頻率準確度和頻率穩定度的單位為ppm，即百萬分之一，例如對于50M，1ppm的晶振，時鐘偏差即為50×10（6）×1×10（-6）=50Hz。

2、長期穩定度與短期穩定度

長期穩定度是指在一段較長時間間隔后晶振頻率的變化，即頻率精度與時間之間的關系，一般以年為單位，即為晶振的老化度。
短期穩定度一般是在微妙、毫秒、秒級的時間范圍內晶振頻率的變化情況，晶振的短期穩定度才是我們更需要關注的，也稱為晶振的瞬態頻率變化。其中晶振的相位噪聲和時間抖動是考察晶振短期穩定度的重要指標，將在后續文章中單獨總結。

3、其他技術指標

關于晶振還有工作電平、工作電壓、啟動時間等不少技術指標，這些技術指標相對好理解，本文不再贅述，大家可以參考下面一個TXCO的技術參數。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的晶振技术指标小结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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