硅频率控制器(SFC)技术(一)

2013-09-22 09:51:41来源: 互联网

晶体的主要组成部分是二氧化硅,俗称石英。石英具有非凡的机械和压电特性,使得从19世纪40年代中期以来一直作为基本的时钟器件。如今,只要需要时钟的地方,工程师首先想到的就是晶体,但是随着应用的不断深入,晶体的一些固有的缺陷也随之暴露出来。如今新技术不断涌现,并带来很大的变化。

  晶体的特点及参数

  封装

  晶体的封装如图1所示,有三部分组成:金属上盖,带有电极的石英片和陶瓷底座。一般来说,还需要向密封壳内充氮气。

  

 

  图1 晶体封装图

  现在几乎所有的陶瓷密封装都是由三家日本公司提供,但是由于日本地震和海啸,产量严重受影响。今后很长一段时间将难以满足市场需求。

  石英材料

  石英以其固有的压电特性成为晶体中的主要部分。但是它必须经过切割打磨才能使用,由于其厚度非常薄,虽然采取了保护措施,但是其抗震性一直是大家所担心的。

  精度

  所谓精度就是实际的时钟频率偏离标准时钟频率的程度。用公式表示为:

  Error (PPM) = (Factual-Ftarget) / Ftarget * 10E6

  Error:精度

  Factual:实际频率

  Ftarget:标准频率

  PPM:百万分之一

  在晶体的应用中,有这几个方面需要考虑:

  频率公差:就是在通常的环境温度下(25°C+/-5°C)实际频率偏离标准频率的值。

  频率温度特征:就是在整个温度变化范围内,实际频率偏离标准频率的值。现在通常有三种温度范围:0°C--70°C,-20°C--70°C和-40°C--85°C。

  老化:晶体的内部特性随着时间的推移发生变化引起的频率的偏差,称为晶体的老化。一般来说,第一年晶体的精度受老化的影响为5PPM,以后每年大约为1-3PPM。如果一个产品的设计生命周期为10年,则老化带来的频率精度变化最高可达32PPM。

  负载电容精度变化引起频率的变化:这个因素往往容易被忽视。在晶体的应用中有两种工作模式,串行振荡模式和并行振荡模式。由于并行模式设计灵活并且有很高的输出精度,现在已成为市场主流。图2是并行振荡模式的等效电路图:

  

 

关键字:硅频率  控制器  SFC技术

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0922/article_19384.html
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