晶體振蕩器檢測(cè)報(bào)告如何辦理？測(cè)試哪些項(xiàng)目呢？檢測(cè)費(fèi)用價(jià)格是多少呢？下面小編為您解答。百檢也可依據(jù)相應(yīng)晶體振蕩器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或者根據(jù)您的需求設(shè)計(jì)檢測(cè)方案。做檢測(cè)，上百檢！我們只做真實(shí)檢測(cè)。

檢測(cè)周期

一般3-15個(gè)工作日，可加急。

檢測(cè)方式

可寄樣檢測(cè)、目測(cè)檢測(cè)、見(jiàn)證試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。

檢測(cè)費(fèi)用

具體根據(jù)晶體振蕩器檢測(cè)檢測(cè)數(shù)量和項(xiàng)目而定。詳情請(qǐng)咨詢(xún)?cè)诰€(xiàn)客服。

檢測(cè)產(chǎn)品

0晶體振蕩器簡(jiǎn)介

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（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片），石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振[1]；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱(chēng)為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

1晶體振蕩器應(yīng)用

1．通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。

2．時(shí)鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，廣泛用于數(shù)字電路中。

3．微處理器用石英晶體諧振器。

4．CTVVTR用石英晶體諧振器。

5．鐘表用石英晶體振蕩器。

2晶體振蕩器技術(shù)指標(biāo)

⒈總頻差：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱(chēng)頻率的較大頻差。

說(shuō)明：總頻差包括頻率溫度穩(wěn)定度、頻率溫度準(zhǔn)確度、頻率老化率、頻率電源電壓穩(wěn)定度和頻率負(fù)載穩(wěn)定度共同造成的較大頻差。一般只在對(duì)短期頻率穩(wěn)定度關(guān)心，而對(duì)其他頻率穩(wěn)定度指標(biāo)不嚴(yán)格要求的場(chǎng)合采用。例如：精密制導(dǎo)雷達(dá)。

⒉ 頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱(chēng)電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的較大允許頻偏。

fT=±（fmax-fmin)/(fmax+fmin)

fTref =±MAX[|（fmax-fref)/fref|，|(fmin-fref)/fref|]

fT：頻率溫度穩(wěn)定度（不帶隱含基準(zhǔn)溫度）

fTref：頻率溫度穩(wěn)定度（帶隱含基準(zhǔn)溫度）

fmax ：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測(cè)得的較高頻率

fmin：規(guī)定溫度范圍內(nèi)測(cè)得的較低頻率

fref：規(guī)定基準(zhǔn)溫度測(cè)得的頻率

說(shuō)明：采用fTref指標(biāo)的晶體振蕩器其生產(chǎn)難度要高于采用fT指標(biāo)的晶體振蕩器，故fTref指標(biāo)的晶體振蕩器售價(jià)較高。

⒊ 頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間：以晶體振蕩器穩(wěn)定輸出頻率為基準(zhǔn)，從加電到輸出頻率小于規(guī)定頻率允差所需要的時(shí)間。

說(shuō)明：在多數(shù)應(yīng)用中，晶體振蕩器是長(zhǎng)期加電的，然而在某些應(yīng)用中晶體振蕩器需要頻繁的開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)，這時(shí)頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間指標(biāo)需要被考慮到（尤其是對(duì)于在苛刻環(huán)境中使用的*用通訊電臺(tái)，當(dāng)要求頻率溫度穩(wěn)定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃），采用OCXO作為本振，頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間將不少于5分鐘，而采用DTCXO只需要十幾秒鐘）。

⒋ 頻率老化率：在恒定的環(huán)境條件下測(cè)量振蕩器頻率時(shí)，振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長(zhǎng)期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的，可用規(guī)定時(shí)限后的較大變化率（如±10ppb/天，加電72小時(shí)后），或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)較大的總頻率變化（如：±1ppm/（*年）和±5ppm/（十年））來(lái)表示。

說(shuō)明：TCXO的頻率老化率為：±0.2ppm～±2ppm（*年）和±1ppm～±5ppm（十年）（除特殊情況，TCXO很少采用每天頻率老化率的指標(biāo)，因?yàn)榧词乖趯?shí)驗(yàn)室的條件下，溫度變化引起的頻率變化也將大大超過(guò)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器每天的頻率老化，因此這個(gè)指標(biāo)失去了實(shí)際的意義）。OCXO的頻率老化率為：±0.5ppb～±10ppb/天（加電72小時(shí)后），±30ppb～±2ppm（*年），±0.3ppm～±3ppm（十年）。

⒌頻率壓控范圍：將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓，晶體振蕩器頻率的較小峰值改變量。

說(shuō)明：基準(zhǔn)電壓為+2.5V，規(guī)定終點(diǎn)電壓為+0.5V和+4.5V，壓控晶體振蕩器在+0.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為-110ppm，在+4.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為+130ppm，則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為：≥±100ppm（2.5V±2V）。

⒍壓控頻率響應(yīng)范圍：當(dāng)調(diào)制頻率變化時(shí)，峰值頻偏與調(diào)制頻率之間的關(guān)系。通常用規(guī)定的調(diào)制頻率比規(guī)定的調(diào)制基準(zhǔn)頻率低若干dB表示。

說(shuō)明：VCXO頻率壓控范圍頻率響應(yīng)為0～10kHz。

⒎頻率壓控線(xiàn)性：與理想（直線(xiàn)）函數(shù)相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量度，它以百分?jǐn)?shù)表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線(xiàn)性度。

說(shuō)明：典型的VCXO頻率壓控線(xiàn)性為：≤±10%，≤±20%。簡(jiǎn)單的VCXO頻率壓控線(xiàn)性計(jì)算方法為（當(dāng)頻率壓控*性為正*性時(shí)）：

頻率壓控線(xiàn)性=±（（fmax-fmin)/ f0）×100%

fmax：VCXO在較大壓控電壓時(shí)的輸出頻率

fmin：VCXO在較小壓控電壓時(shí)的輸出頻率

f0：壓控中心電壓頻率

⒏單邊帶相位噪聲￡（f）：偏離載波f處，一個(gè)相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比。

3晶體振蕩器主要參數(shù)

參數(shù)	基本描述
頻率準(zhǔn)確度	在標(biāo)稱(chēng)電源電壓、標(biāo)稱(chēng)負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度（25℃）以及其他條件保持不變，晶體振蕩器的頻率相對(duì)與其規(guī)定標(biāo)稱(chēng)值的較大允許偏差，即（fmax-fmin）/f0；
溫度穩(wěn)定度	其他條件保持不變，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的較大變化量相對(duì)于溫度范圍內(nèi)輸出頻率*值之和的允許頻偏值，即（fmax-fmin）/（fmax+fmin）；
頻率調(diào)節(jié)范圍	通過(guò)調(diào)節(jié)晶振的某可變?cè)淖冚敵鲱l率的范圍。
調(diào)頻（壓控）特性	包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線(xiàn)性度。 ①調(diào)頻頻偏：壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱(chēng)的較大值變化到較小值時(shí)輸出頻率差。 ②調(diào)頻靈敏度：壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。 ③調(diào)頻線(xiàn)性度：是一種與理想直線(xiàn)（較小二乘法）相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。
負(fù)載特性	其他條件保持不變，負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)負(fù)載下的輸出頻率的較大允許頻偏。
電壓特性	其他條件保持不變，電源電壓在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)電源電壓下的輸出頻率的較大允許頻偏。
雜波	輸出信號(hào)中與主頻無(wú)諧波（副諧波除外）關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比，用dBc表示。
諧波	諧波分量功率Pi與載波功率P0之比，用dBc表示。
頻率老化	在規(guī)定的環(huán)境條件下，由于元件（主要是石英諧振器）老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過(guò)程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來(lái)量度。對(duì)于高穩(wěn)定晶振，由于輸出頻率在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線(xiàn)性的單方向漂移，往往用老化率（單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變化）來(lái)量度。
日波動(dòng)	指振蕩器經(jīng)過(guò)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，每隔一小時(shí)測(cè)量一次，連續(xù)測(cè)量24小時(shí)，將測(cè)試數(shù)據(jù)按S=（fmax-fmin）/f0式計(jì)算，得到日波動(dòng)。
開(kāi)機(jī)特性	在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi)，振蕩器頻率值的較大變化，用V=（fmax-fmin）/f0表示。
相位噪聲	短期穩(wěn)定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比£（f）表示，&pound；（f）與噪聲起伏的頻譜密度Sφ（f）和頻率起伏的頻譜密度Sy（f）直接相關(guān)，由下式表示： f2S（f）=f02Sy（f）=2f2&pound；（f） f—傅立葉頻率或偏離載波頻率；f0—載波頻率。

4晶體振蕩器工作原理

石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類(lèi)振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。

石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電*，在每個(gè)電*上各焊一根引線(xiàn)接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

若在石英晶體的兩個(gè)電*上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩*上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí)，可把它看成一個(gè)平板電容器稱(chēng)為靜電電容C，它的大小與晶片的幾何尺寸、電*面積有關(guān)，一般約幾個(gè)PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH。晶片的彈性可用電容C來(lái)等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來(lái)等效，它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大，可達(dá)1000～10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān)，而且可以做得*，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

計(jì)算機(jī)都有個(gè)計(jì)時(shí)電路，盡管一般使用“時(shí)鐘”這個(gè)詞來(lái)表示這些設(shè)備，但它們實(shí)際上并不是通常意義的時(shí)鐘，把它們稱(chēng)為計(jì)時(shí)器(timer）可能更恰當(dāng)一點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的計(jì)時(shí)器通常是一個(gè)精密加工過(guò)的石英晶體，石英晶體在其張力限度內(nèi)以一定的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個(gè)寄存器與每個(gè)石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個(gè)計(jì)數(shù)器（counter）和一個(gè)保持寄存器（holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，計(jì)數(shù)器從保持寄存器中重新裝入初始值。這種方法使得對(duì)一個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行編程，令其每秒產(chǎn)生60次中斷（或者以任何其它希望的頻率產(chǎn)生中斷）成為可能。每次中斷稱(chēng)為一個(gè)時(shí)鐘嘀嗒（clocktick）。

晶振在電氣上可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)*窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱(chēng)的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

5晶體振蕩器功能作用

晶振在應(yīng)用具體起到的作用，微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類(lèi)：基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動(dòng)，成本也比較低，但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會(huì)在標(biāo)稱(chēng)輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和線(xiàn)路板布局。在使用時(shí)，陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對(duì)放大器的選擇并不敏感，但在過(guò)驅(qū)動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生頻率漂移（甚至可能損壞）。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有：電磁干擾（EMI）、機(jī)械震動(dòng)與沖擊、濕度和溫度。這些因素會(huì)增大輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會(huì)造成振蕩器停振。上述大部分問(wèn)題都可以通過(guò)使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。較常用的兩種類(lèi)型是晶振模塊和集成RC振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高，多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木取?/p>

選擇振蕩器時(shí)還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比，可以表示為功率耗散電容值。比如，HC04反相器門(mén)電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時(shí)，相當(dāng)于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負(fù)載電容，整個(gè)電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負(fù)載電容，相應(yīng)地也需要更多的電流。相比之下，晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其類(lèi)型與功能，范圍可以從低頻（固定）器件的幾個(gè)微安到可編程器件的幾個(gè)毫安。一種低功率的硅振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時(shí)只需不到2mA的電流。在特定的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化時(shí)鐘源需要綜合考慮以下一些因素：精度、成本、功耗以及環(huán)境需求。

6晶體振蕩器發(fā)展趨勢(shì)

1、小型化、薄片化和片式化：為滿(mǎn)足移動(dòng)電話(huà)為代表的便攜式產(chǎn)品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統(tǒng)的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉(zhuǎn)變。例如TCXO這類(lèi)器件的體積縮小了30～100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目 前 5×3mm尺寸的器件已經(jīng)上市。

2、高精度與高穩(wěn)定度，無(wú)補(bǔ)償式晶體振蕩器總精度也能達(dá)到±25ppm，VCXO的頻率穩(wěn)定度在10～7℃范圍內(nèi)一般可達(dá)±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內(nèi)頻率穩(wěn)定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪聲，高頻化，在GPS通信系統(tǒng)中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個(gè)重要參數(shù)。OCXO主流產(chǎn)品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類(lèi)型的晶體振蕩器較高輸出頻率不超過(guò)200MHz。例如用于GSM等移動(dòng)電話(huà)的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。

4、低功耗，快速啟動(dòng)，低電壓工作，低電平驅(qū)動(dòng)和低電流消耗已成為一個(gè)趨勢(shì)。電源電壓一般為3.3V。許多TCXO和VCXO產(chǎn)品，電流損耗不超過(guò)2mA。石英晶體振蕩器的快速啟動(dòng)技術(shù)也取得突破性進(jìn)展。例如日本精工生產(chǎn)的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規(guī)定值范圍條件下，頻率穩(wěn)定時(shí)間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產(chǎn)的SMDTCXO，在振蕩啟動(dòng)4ms后則可達(dá)到額定值的90%。OAK公司的10～25MHz的OCXO產(chǎn)品，在預(yù)熱5分鐘后，則能達(dá)到±0.01ppm的穩(wěn)定度。

7晶體振蕩器基本分類(lèi)

石英晶體振蕩器分 非溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和數(shù)字化/μp補(bǔ)償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類(lèi)型。其中，無(wú)溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器是較簡(jiǎn)單的一種，在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）中 ，稱(chēng)其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（SPXO）。

石英晶體器件

石英晶體振蕩器 是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng) 制成的一種諧振器件，它的基本結(jié)構(gòu)大致是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片，它可以 是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層 作為電*，在每個(gè)電*上各焊一根引線(xiàn)接到管腳 上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體的壓電效應(yīng)：若在石英晶體的兩個(gè)電*上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。注意，這種效應(yīng)是可逆的。如果在晶片的兩*上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

石英晶體振蕩器分非溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和 數(shù)字化/μp補(bǔ)償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類(lèi)型。 其中，無(wú)溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器是較簡(jiǎn)單的一種，在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）中，稱(chēng)其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（SPXO）?，F(xiàn)以SPXO為 例，簡(jiǎn)要介紹一下石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)與工作原理。

石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。石英晶體本身并非振蕩器，它只有借助于有源激勵(lì)和無(wú)源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩。SPXO主要是由品質(zhì)因數(shù)（Q）很高的晶體諧振器（即晶體振子）與反饋式振蕩電路組成的。石英晶體振子是振蕩器中的重要元件，晶體的頻率（基頻或n次諧波頻率）及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結(jié)構(gòu)、（金屬殼）封裝及其等效電路。只要在晶體振子板*上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。

石英晶體振蕩器的應(yīng)用：1、石英鐘走時(shí)準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用為其較大優(yōu)點(diǎn)。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路，其頻率精度決定了電子鐘表的走時(shí)精度。石英晶體振蕩器原理的示意如圖3所示，其中V1和V2構(gòu)成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調(diào)電容C2構(gòu)成振蕩系統(tǒng)，這里石英晶體相當(dāng)于電感。振蕩系統(tǒng)的元件參數(shù)確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振蕩的穩(wěn)定電阻，它們都集成在電路內(nèi)部。故無(wú)法通過(guò)改變C1或C2的數(shù)值來(lái)調(diào)整走時(shí)精度。但此時(shí)仍可用加接一只電容C有方法，來(lái)改變振蕩系統(tǒng)參數(shù)，以調(diào)整走時(shí)精度。根據(jù)電子鐘表走時(shí)的快慢，調(diào)整電容有兩種接法：若走時(shí)偏快，則可在石英晶體兩端并接電容C，如圖4所示。此時(shí)系統(tǒng)總電容加大，振蕩頻率變低，走時(shí)減慢。若走時(shí)偏慢，則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時(shí)系統(tǒng)的總電容減小，振蕩頻率變高，走時(shí)增快。只要經(jīng)過(guò)耐心的反復(fù)試驗(yàn)，就可以調(diào)整走時(shí)精度。因此，晶振可用于時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。

晶振電路圖

2、隨著電視技術(shù)的發(fā)展，近 來(lái) 彩電多采用500kHz或503kHz的晶體振蕩器作為行、場(chǎng)電路的振蕩源，經(jīng)1/3的分頻得到15625Hz的行頻，其穩(wěn)定性和可靠性大為提高。而且晶振價(jià)格便宜，更換容易。

3、在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中，石英晶體振蕩器的價(jià)值得到了更廣泛的體現(xiàn)，同時(shí)也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

溫度補(bǔ)償晶體器件

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）是通過(guò)附加的溫度補(bǔ)償電路使由周?chē)鷾囟茸兓a(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。TCXO中，對(duì)石英晶體振子頻率溫度漂移的補(bǔ)償方法主要有直接補(bǔ)償和間接補(bǔ)償兩種類(lèi)型：

石英晶體振蕩器

⑴直接補(bǔ)償型 直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路，在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單，成本較低，節(jié)省印制電路板（PCB）尺寸和空間，適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí)，直接補(bǔ)償方式并不適宜。

⑵間接補(bǔ)償型 間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類(lèi)型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度－電壓變換電路，并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻?管上，通過(guò)晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對(duì)晶體振子的非線(xiàn)性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級(jí)模/數(shù)（A/D）變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜，成本也較高，只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況。

TCXO發(fā)展現(xiàn)狀

電子器件

TCXO在近十幾年中得到長(zhǎng)足發(fā)展，其中在精密TCXO的研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)方面，日本居和主宰地位。在70年代末汽車(chē)電話(huà)用TCXO的體積達(dá)20 以上，目 前的主流產(chǎn)品降至0.4 ，超小型化的TCXO器件體積僅為0.27。在30年中，TCXO的體積縮小為1/50乃至1/100。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生產(chǎn)的表面貼裝TCXO厚度由4mm降至2mm，在振蕩啟動(dòng)4ms后即可達(dá)到額定振蕩幅度的90%。金石（KSS）集團(tuán)生產(chǎn)的TCXO頻率范圍為2～80MHz，溫度從－10℃到60℃變化時(shí)的穩(wěn)定度為±1ppm或±2ppm；數(shù)字式TCXO的頻率覆蓋范圍為0.2～90MHz，頻率穩(wěn)定度為±0.1ppm（－30℃～+85℃）。日本東澤通信機(jī)生產(chǎn)的TCO－935/937型片式直接溫補(bǔ)型TCXO，頻率溫度特性（點(diǎn)頻15.36MHz）為±1ppm/－20～+70℃，在5V±5%的電源電壓下的頻率電壓特性為±0.3ppm，輸出正弦波波形（幅值為1VPP），電流損耗不足2mA，體積1 ，重量?jī)H為1g。PiezoTechnology生產(chǎn)的X3080型TCXO采用表面貼裝和穿孔兩種封裝，正弦波或邏輯輸出，在－55℃～85℃范圍內(nèi)能達(dá)到±0.25～±1ppm的精度。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品水平也較高，如北京瑞華欣科技開(kāi)發(fā)有限公司推出的TCXO（32～40MHz）在室溫下精度優(yōu)于±1ppm，*年的頻率老化率為±1ppm，頻率（機(jī)械）微調(diào)≥±3ppm，電源功耗≤120mw。目 前高穩(wěn)定度的TCXO器件，精度可達(dá)±0.05ppm。

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器

高精度、低功耗和小型化，仍然是TCXO的研究課題。在小型化與片式化方面，面臨不少困難，其中主要的有兩點(diǎn)：一是小型化會(huì)使石英晶體振子的頻率可變幅度變小，溫度補(bǔ)償更加困難；二是片式封裝后在其回流焊接作業(yè)中，由于焊接溫度遠(yuǎn)高于TCXO的較大允許溫度，會(huì)使晶體振子的頻率發(fā)生變化，若不采限局部散熱降溫措施，難以將TCXO的頻率變化量控制在±0.5×10－6以下。但是，TCXO的技術(shù)水平的提高并沒(méi)進(jìn)入到*限，創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力仍較大。

TCXO的應(yīng)用

石英晶體振蕩器的發(fā)展及其在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，由于TCXO具有較高的頻率穩(wěn)定度，而且體積小，在小電流下能夠快速啟動(dòng)，其應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)擴(kuò)展到移動(dòng)通信系統(tǒng)。TCXO作為基準(zhǔn)振蕩器為發(fā)送信道提供頻率基準(zhǔn)，同時(shí)作為接收通道的*級(jí)本機(jī)振蕩器；另一只TCXO作為第2級(jí)本機(jī)振蕩器，將其振蕩信號(hào)輸入到第2變頻器。目 前 移動(dòng)電話(huà)要求的頻率穩(wěn)定度為0.1～2.5ppm（－30～+75℃），但出于成本上的考慮，通常選用的規(guī)格為1.5～2.5ppm。移動(dòng)電話(huà)用12～20MHz的TCXO代表性產(chǎn)品之一是VC－TCXO－201C1，采用直接補(bǔ)償方式，，由日本金石（KSS）公司生產(chǎn)。

應(yīng)用：測(cè)試設(shè)備

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器

頻率范圍：1MHz-160MHz

常用頻點(diǎn)：45 5.12 6 6.4 8.192 9.216 10 10.24 12 12.8 13 14.4 15.36 16.38 16.384 19.44 19.68 19.8 20 30.72 32.768 36.864 38.88 40 52 50 77.76 80 100 155.52

外形圖：

電壓控制晶體器件

電壓控制晶體振蕩器（VCXO），是通過(guò)施加外部控制電壓使振蕩頻率可變或是可以調(diào)制的石英晶體振蕩器。在典型的VCXO中，通常是通過(guò)調(diào)諧電壓改變變?nèi)荻?管的電容量來(lái)“牽引”石英晶體振子頻率的。VCXO允許頻率控制范圍比較寬，實(shí)際的牽引度范圍約為±200ppm甚至更大。如果要求VCXO的輸出頻率比石英晶體振子所能實(shí)現(xiàn)的頻率還要高，可采用倍頻方案。擴(kuò)展調(diào)諧范圍的另一個(gè)方法是將晶體振蕩器的輸出信號(hào)與VCXO的輸出信號(hào)混頻。與單一的振蕩器相比，這種外差式的兩個(gè)振蕩器信號(hào)調(diào)諧范圍有明顯擴(kuò)展。

在移動(dòng)通信基地站中作為高精度基準(zhǔn)信號(hào)源使用的VCXO代表性產(chǎn)品是日本精工·愛(ài)普生公司生產(chǎn)的VG－2320SC。這種采用與IC同樣塑封的4引腳器件，內(nèi)裝單獨(dú)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用IC，器件尺寸為

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器

12.6mm×7.6mm×1.9mm，體積為0.19。其標(biāo)準(zhǔn)頻率為12～20MHz，電源電壓為3.0±0.3V，工作電流不大于2mA，在－20～+75℃范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度≤±1.5ppm，頻率可變范圍是±20～±35ppm，啟動(dòng)振蕩時(shí)間小于4ms。金石集團(tuán)生產(chǎn)的VCXO，頻率覆蓋范圍為10～360MHz，頻率牽引度從±60ppm到±100ppm。VCXO封裝發(fā)展趨勢(shì)是朝SMD方向發(fā)展，并且在電源電壓方面盡可能采用3.3V。日本東洋通信機(jī)生產(chǎn)的TCO－947系列片式VCXO，早在90年代中期前就應(yīng)用于汽車(chē)電話(huà)系統(tǒng)。該系列VCXO的工作頻率點(diǎn)是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和15.36MHz，頻率溫度特性±2.5ppm/－30～+75℃，頻率電壓特性±0.3ppm/5V±5%，老化特性±1ppm/年，內(nèi)部采用SMD/SMC，并采用激光束和汽相點(diǎn)焊方式封裝，高度為4mm。日本富士電氣化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的個(gè)人手持電話(huà)系統(tǒng)（PHS）等移動(dòng)通信用VCXO，共有兩大類(lèi)六個(gè)系列，為適應(yīng)SMT要求，全部采用SMD封裝。Saronix的S1318型、Vectron國(guó)際公司的J型、Champion技術(shù)公司的K1526型和Fordahi公司的DFVS1－KH/LH等VCXO，均是表面貼裝器件，電源電壓為3.3V或5V，可覆蓋的頻率范圍或較高頻率分別為32～120MHz、155MHz、2～40MHz和1－50MHz，牽引度從±25ppm到±150ppm不等。MF電子公司生產(chǎn)的T－VCXO系列產(chǎn)品尺寸為5mm×7mm，曾被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是外形尺寸較小的產(chǎn)品，但這個(gè)小型化的記錄很快被打破。新推出的雙頻終端機(jī)用VCXO尺寸僅為5.8mm×4.8mm，并且有的內(nèi)裝2只VCXO。Raltron電子公司生產(chǎn)的VX－8000系。

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器

應(yīng)用：移頻直放站、測(cè)試設(shè)備、蜂窩基站

頻率范圍：　 1MHz-200MHz

常用頻點(diǎn)：12.8 13 15.36 16.38 16.384 18.432 19.44 20 30.72 32.768 36.864 38.88 40 44.545 51.2 58.078 65 70 73.6100 107.374 120 131.04 135.56

外形圖：

恒溫控制晶體器件

恒溫控制晶體振蕩器（OCXO）是利用恒溫槽使晶體振蕩器或石英晶體振子的溫度保持恒定，將由周?chē)鷾囟茸兓鸬恼袷幤鬏敵鲱l率變化量削減到較小的晶體振蕩器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。在OCXO中，有的只將石英晶體振子置于恒溫槽中，有的是將石英晶體振子和有關(guān)重要元器件置于恒溫槽中，還有的將石英晶體振子置于內(nèi)部的恒溫槽中，而將振蕩電路置于外部的恒溫槽中進(jìn)行溫度補(bǔ)償，實(shí)行雙重恒溫槽控制法。利用比例控制的恒溫槽能把晶體的溫度穩(wěn)定度提高到5000倍以上，使振蕩器頻率穩(wěn)定度至少保持在1×10－9。OCXO主要用于移動(dòng)通信基地站、國(guó)防、導(dǎo)航、頻率計(jì)數(shù)器、頻譜和網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備、儀表中。OCXO是由恒溫槽控制電路和振蕩器電路構(gòu)成的。通常人們是利用熱敏電阻“電橋”構(gòu)成的差動(dòng)串聯(lián)放大器，來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制的。具有自動(dòng)增益控制（AGC）的（C1app）振蕩電路，是 目 前獲得振蕩頻率高穩(wěn)定度的比較理想的技術(shù)方案。OCXO的技術(shù)水平有了很大的提高。日本電波工業(yè)公司開(kāi)發(fā)的新器件功耗僅為老產(chǎn)品的1/10。在克服OCXO功耗較大這一缺點(diǎn)方面取得了重大突破。該公司使用應(yīng)力補(bǔ)償切割（SCCut）石英晶體振子制作的OCXO，與使用AT切形石英晶體振子的OCXO比較，具有高得多的頻率穩(wěn)定度和非常低的相位噪聲。相位噪聲是指信號(hào)功率與噪聲功率的比率（C/N），是表征頻率顫抖的技術(shù)指標(biāo)。在對(duì)預(yù)期信號(hào)既定補(bǔ)償處，以1Hz帶寬為單位來(lái)測(cè)量相位噪聲。Bliley公司用AT切形晶體制作的NV45A在補(bǔ)償點(diǎn)10Hz、100Hz、1kHz和10kHz處的相位噪聲分別為100、135、140和145dBc/Hz，而用SC切割晶體制成的同樣OCXO，則在所有補(bǔ)償點(diǎn)上的噪聲性能都優(yōu)于5dBc/Hz。

電壓控制晶體振蕩器

金石集團(tuán)生產(chǎn)的OCXO，頻率范圍為5～120MHz，在－10～+60℃的溫度范圍內(nèi)，頻率穩(wěn)定度有±0.02、±0.03和±0.05ppm，老化指標(biāo)為±0.02ppm/年和±0.05ppm/年。Oak頻率控制公司的4895型4.096～45MHz雙恒溫箱控制OCXO，溫度穩(wěn)定度僅為0.002ppm（2×10－10）/0～75℃；4895型OCXO的尺寸是50.8mm×50.8mm×38.3mm，老化率為±0.03ppm/年。如果體積縮小一點(diǎn)，在性能指標(biāo)上則會(huì)有所犧牲。Oak公司生產(chǎn)的10～25MHz表面貼裝OCXO，頻率穩(wěn)定度為±0.05ppm/0～70℃。PiezoCrystal的275型用于全球定位系統(tǒng)（GPS）的OCXO采用SC切形石英晶體振子，在0～75℃范圍內(nèi)總頻偏小于±0.005ppm，較大老化率為±0.005ppm/年。Vectron國(guó)際公司的CO－760型OCXO，尺寸為25.4mm見(jiàn)方，高12.7mm，在OCXO產(chǎn)品中，體積算是較小的。隨著移動(dòng)通信產(chǎn)品的迅猛增長(zhǎng)，對(duì)OCXO的市場(chǎng)需求量會(huì)逐年增加。OCXO的發(fā)展方向是順應(yīng)高頻化、高頻率穩(wěn)定度和低相位噪聲的要求，但在尺寸上的縮小余地非常有限。

應(yīng)用：GPS時(shí)鐘、移頻直放站、基站、接入網(wǎng)、測(cè)試設(shè)備

電壓控制晶體振蕩器

特點(diǎn)：低相位噪聲、高穩(wěn)定度

頻率范圍：　 1MHz－160 MHz

常用頻點(diǎn)：4.09655.126.48.1929.83041010.2310.241212.81315.3615.616.3816.38419.442030.72 32.76836.86438.884040.54551.258.0786573.677.374120131.04160

外形圖：

8晶體振蕩器選用指南

晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用到*、民用通信電臺(tái)，微波通信設(shè)備，程控電話(huà)交換機(jī)

恒溫低噪音控制晶體振蕩器

，無(wú)線(xiàn)電綜合測(cè)試儀，BP機(jī)、移動(dòng)電話(huà)發(fā)射臺(tái)，高檔頻率計(jì)數(shù)器、GPS、衛(wèi)星通信、遙控移動(dòng)設(shè)備等。它有多種封裝，特點(diǎn)是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類(lèi)型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、恒溫晶體振蕩器（OCXO），以及數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器（MCXO或DTCXO），每種類(lèi)型都有自己的獨(dú)特性能。如果需要使設(shè)備即開(kāi)即用，您就必須選用VCXO或溫補(bǔ)晶振，如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上，則需選擇數(shù)字溫補(bǔ)晶振（MCXO）。模擬溫補(bǔ)晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm～0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開(kāi)即用的環(huán)境下，如果需要信號(hào)穩(wěn)定度超過(guò)0.1ppm的，可選用OCXO。

9晶體振蕩器圖書(shū)信息

書(shū) 名： 晶體振蕩器

作　者：趙聲衡

出版社：科學(xué)出版社

出版時(shí)間：2008年05月

ISBN: 3

開(kāi)本：16開(kāi)

定價(jià)： 62.00 元

10晶體振蕩器參考資料

1.晶體振蕩器工作原理．百度文庫(kù)[引用日期2015-02-21]

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檢測(cè)流程步驟

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