石英晶体在电路中用作时间或者频率基准源,决定着电子设备的性能稳定性。石英晶片的切角和石英晶体谐振器的工作性能有着紧密不可分的关系。晶振生产厂家会结合客户晶振的实际应用温度范围,进行晶片切割角度的调整及切割误差的精选,以最大限度减少晶振在极端温度下的总频差。
AT切的切角为35°15′ 是石英晶体谐振器里最常用的切型及频率和温度是三次函数关系,如下图所示:
晶振拓展知识:
- 晶振出现较大的频率热过冲现象
石英晶体是一种各向异性晶体,它的各个方向热导率也不一样。当温度升高时,频率会有热过冲,随着时间的变化,频率才会趋近于稳定点。当环境温度突然降低,反方向的频率过冲也会出现。热过冲会让晶体的短期频率稳定差,所以应避免升降温过快。一般晶振生产厂家会采取减少石英晶片尺寸,抽真空后填充氮气等措施。
- 晶振幅频效应较大现象
振幅过大时,晶振频率会随振幅的增大而剧增。当晶振开始供电时,激励功率集中在两电极间,形成不均匀的温度场,因此产生较大的热应力,而应力变化必然引起频率变化,所以设计电路时应给予考虑,以避免过大激励功率。
晶诺威科技针对高端客户应用领域,实验室采用-40℃、+85℃、+105℃及+125℃高低温条件之下,针对晶振各项参数的稳定性变化来评价晶振性能,例如:在恒温105℃条件下,保障晶振工作,并在电路板断电一段时间之后,上电重测晶振频率,以确保晶振在高温变化之后其性能不会遭受破坏,其频率稳定性依然可靠。