Каковы рабочие параметры кристаллических резонаторов?

Параметры производительности кристаллических резонаторов имеют решающее значение для оценки их качества и пригодности. Вот некоторые из основных параметров производительности:

1. Номинальная частота:

Относится к выходной частоте, указанной кварцевым резонатором при его проектировании. Это базовый параметр кварцевого резонатора. Распространенная номинальная частота варьируется от нескольких кГц до сотен МГц. Например, 32,768 кГц часто используется в схемах часов реального времени, в то время как кварцевые резонаторы с десятками МГц или даже сотнями МГц могут использоваться в коммуникационном оборудовании.

2. Точность частоты:

Указывает отклонение фактической выходной частоты кварцевого резонатора от номинальной частоты, обычно в ppm (частях на миллион) или ppb (частях на миллиард). Например, кварцевый резонатор с точностью частоты ±10ppm может иметь фактическую выходную частоту между 9,9999 МГц и 10,0001 МГц, когда номинальная частота составляет 10 МГц. Чем выше точность частоты, тем ближе выходная частота кварцевого резонатора к номинальному значению.

3. Стабильность частоты:

Измеряет способность кристаллического резонатора поддерживать стабильную выходную частоту в различных условиях. Его можно разделить на несколько типов:

• Температурная стабильность:

Отражает изменение выходной частоты кристаллического резонатора в зависимости от температуры, обычно в ppm/℃. Температурная стабильность является важным показателем производительности, поскольку изменения температуры влияют на физические свойства кристалла, что приводит к дрейфу частоты. Например, некоторые высокоточные кристаллические резонаторы могут достигать температурной стабильности ±1ppm/℃ в определенном диапазоне температур (например, от -40℃ до 85℃).

• Стабильность напряжения:

Относится к степени, в которой выходная частота кристаллического резонатора изменяется в зависимости от напряжения питания, обычно выражается в ppm/V. Колебания напряжения питания могут повлиять на работу кристаллического резонатора, вызывая изменения частоты. Кристаллические резонаторы с лучшей стабильностью напряжения меньше подвержены колебаниям напряжения.

• Ø Долгосрочная стабильность:

Указывает изменение выходной частоты кристаллического резонатора со временем, обычно в ppm/год. Долговременная стабильность отражает характеристики старения кристаллического резонатора. Со временем производительность кристалла может измениться. Кристаллические резонаторы с низкой долговременной стабильностью будут иметь относительно большой дрейф частоты.

4. Скорость старения:

Это относится к тенденции изменения выходной частоты кристаллического резонатора с течением времени во время использования, обычно измеряемой в годовом изменении частоты (ppm/год). Скорость старения в основном определяется такими факторами, как характеристики материала кристалла, производственный процесс и рабочая среда. Более низкая скорость старения означает, что кристаллический резонатор может поддерживать более стабильную выходную частоту при длительном использовании.

5. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR):

Он относится к значению сопротивления, которое представляет кристаллический резонатор, когда он резонирует, в омах (Ω). ESR отражает потерю энергии кристаллического резонатора. Чем ниже значение ESR, тем меньше потеря энергии кристаллического резонатора, тем выше добротность (значение Q) и тем лучше стабильность и чистота выходного сигнала.

6. Емкость нагрузки:

Это относится к внешней емкости, которая работает с кристаллическим резонатором, которая влияет на резонансную частоту кристаллического резонатора. Размер емкости нагрузки должен быть выбран и согласован в соответствии со спецификациями кристаллического резонатора и требованиями схемы применения, чтобы гарантировать, что кристаллический резонатор может выводить точную номинальную частоту.

7. Уровень возбуждения:

Он относится к электрической мощности, подаваемой на кристаллический резонатор, обычно в милливаттах (мВт). Величина уровня возбуждения будет влиять на производительность кристаллического резонатора. Слишком высокий уровень возбуждения может привести к изменению частоты кристаллического резонатора или даже повреждению кристалла; в то время как слишком низкий уровень возбуждения может привести к тому, что кристаллический резонатор не будет работать должным образом.

8. Фазовый шум:

Он используется для описания фазового дрожания выходного сигнала кристаллического резонатора и является одним из важных показателей для измерения качества сигнала. Чем ниже фазовый шум, тем стабильнее фаза выходного сигнала, тем выше чистота сигнала и тем меньше влияние на последующие схемы. Фазовый шум обычно выражается в дБн/Гц, что означает отношение мощности шума к мощности сигнала при определенном смещении частоты.