如果想了解是什么原因导致了晶振频率误差Frequency Tolerance,首先应该清楚晶振主要分为石英晶体谐振器(无源晶振)和石英晶体振荡器(有源晶振)两大类。而晶振是这两类晶体产品的统称。
石英晶体谐振器
石英晶体谐振器是由压电石英晶体和金属封装组成,其生产工艺包括:石英切割、镀银、基座、以及将石英以特殊黏胶结合后置于基座上,然后充填氮气,用金属封装进行密封。
导致石英晶体谐振器产生误差的原因主要是负载电容,主要体现在以下三方面:
负载电容与频率的关系:电容变大,频率变慢;电容变小,频率变快。
负载电容与驱动功率的关系:当负载电容变小时,驱动功率也会变小。
负载电容与负性阻抗的关系:当负载电容变小时,负性阻抗会变大。
石英晶体振荡器
石英晶体振荡器是由压电石英晶体加上简单的起振芯片和金属封装组成,其生产工艺包括:石英切割、镀银、基座、起振芯片,以及将石英及芯片以特殊黏胶结合后置于基座上,然后充填氮气,用金属封装进行密封。而不同频率、不同工作电压振荡器的产生,则是由石英的不同形状、镀银厚度及所佩的起振芯片所决定。
石英晶体振荡器的主要规格参数如输出频率、频率稳定性是由石英切割的形状、厚度及在加工过程中镀银老化等步骤来实现的。这也决定了其指定频率及工作电压对应一个固定的应用模式的特点。
导致石英晶体振荡器产生误差的原因主要有以下三方面:
石英晶体单元本身就存在有不同的精度(也就是容许误差)。
误差来源是石英晶体的温度特性,也就是频率随温度变化会出现偏差的现象。
误差来源来自振荡电路上的外围元器件配置,这些组件包括石英晶体、半导体IC、外围电阻/电容,以及PCB走线。