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电子元器件行业晶振的一般知识和质量控制

来源：http://www.dgkjly.com 作者：帝国科技 2012年06月29

帝国科技知识共享电子元器件行业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．随着石英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。（VT-TCXO压控温补振荡器）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（32.768K)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）石英 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帝国的产品做到精益求精，实现满足客户的高质量的要求，让帝国晶振真正成为客户首选。

作者：帝国科技

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此文关键字：晶振石英晶振振荡器 VC-TCXO压控温补振荡器

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