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石英晶振的發展趨勢及應用
【發布日期:2019-07-26】

石英晶振的發展趨勢
1、小型化、薄片化和片式化:為滿足移動電話為代表的便攜式產品輕、薄、短小的要求,石英晶振的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30~100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm,目前5×3mm尺寸的器件已經上市。
2、高精度與高穩定度,目前無補償式晶振總精度也能達到±25ppm,VCXO的頻率穩定度在10~7℃范圍內一般可達±20~100ppm,而OCXO在同一溫度范圍內頻率穩定度一般為±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重要參數。目前OCXO主流產品的相位噪聲性能有很大改善。
除VCXO外,其它類型的晶振最高輸出頻率不超過200MHz。例如用于GSM等移動電話的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、低功能,快速啟動,低電壓工作,低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3V。目前許多TCXO和VCXO產品,電流損耗不超過2mA。石英晶體振蕩器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的VG—2320SC型VCXO,在±0.1ppm規定值范圍條件下,頻率穩定時間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產的SMD TCXO,在振蕩啟動4ms后則可達到額定值的90%。OAK公司的10~25MHz的OCXO產品,在預熱5分鐘后,則能達到±0.01 ppm的穩定度。
五、石英晶振的應用
1、石英鐘走時準、耗電省、經久耐用為其最大優點。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精度。根據電子鐘表走時的快慢,調整電容有兩種接法:若走時偏快,則可在石英晶體兩端并接電容C。此時系統總電容加大,振蕩頻率變低,走時減慢。若走時偏慢,則可在晶體支路中串接電容C。此時系統的總電容減小,振蕩頻率變高,走時增快。只要經過耐心的反復試驗,就可以調整走時精度。因此,晶振可用于時鐘信號發生器。
2、隨著電視技術的發展,近來彩電多采用500kHz或503 kHz的晶體振蕩器作為行、場電路的振蕩源,經1/3的分頻得到 15625Hz的行頻,其穩定性和可靠性大為提高。而且晶振價格便宜,更換容易。
3、在通信系統產品中,石英晶體振蕩器的價值得到了更廣泛的體現,同時也得到了更快的發展。許多高性能的石英晶振主要應用于通信網絡、無線數據傳輸、高速數字數據傳輸等。
深圳市中科晶電子有限公司生產的工業級、耐高溫、小公差的石英晶振,目前已經被廣泛的應用于各種工控設備、人工智能、野外地質災害監控等各種惡劣環境中工作的終端產品上,所謂的惡劣工作環境是不但要滿足零下40℃的低溫環境,也要可以支持零上85℃酷暑高溫環境下正常工作;同時在這種惡劣的外部環境條件下,工業級晶振還能保持穩定的、準確的頻率輸出,來保證集成電路的準確運算,保障和提高設備的工作穩定性。

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