关于高精度晶振相关知识,晶诺威科技解释如下:
频率的变化量经常用ppm/ppb表示晶体频率会偏离标称频率多少。该值越小精度越高。晶振的频率误差是晶振重要参数之一。
调整频差
在25℃基准温度下,工作频率相对于标称频率所允许的偏差。
在石英晶体谐振器的规格书中,我们常看到调整频差用±30ppm max.来表示。而实际的产品误差值会更小 。晶振实际测试数据显示,谐振器行业标准为±30ppm,而晶诺威科技生产的晶体谐振器可以实现±5ppm。
温度频差
温度频差指的是在不同工作温度范围内,输出的频率和理想频率的偏差。
一般通过环境温度适应能力和可靠性对晶振进行等级分类:
民用级(-20~+70℃)对晶振可靠性的要求一般,追求性价比高,主要应用于家电,玩具等;
工业级(-40~+85℃)对晶振的精度和稳定性要求较高,主要应用在工业控制,交通,仪器仪表等;
汽车级(-40~+125℃)则需要对产品有严格的标准认证;
军用和航天(-55~+125℃)对产品的质量要求极高。
高精度晶振类别
OCXO恒温晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态。OCXO恒温晶振可以在恶劣环境下不受外界温度影响,达到稳定的输出频率。广泛应用于精密仪器,遥控遥测通信,雷达,电子对抗,导航等。OCXO恒温晶振比普通OSC振荡器,VCXO压控晶振,TCXO温补晶振有更优秀的稳定性和频率精度。OCXO在晶振的频率控制方面处于顶端。
选择晶振时,可根据产品使用温度环境和最大频率变化容忍度,提出质量等级要求。另外对相同型号不同参数的晶振进行替换时,晶诺威科技建议如下:
晶振频率精度对电子设备的影响:
1、实时性能:对于需要实时响应的设备,如工业控制系统和自动测试设备,晶振的频率精度决定了系统的响应速度和准确性。偏差可能导致系统反应延迟或误判。
2、数据处理速度与精度:在计算机和其他数字系统中,晶振的频率精度决定了系统时钟的稳定性。这进而影响数据处理的速度和精度,因为所有计算和指令执行都基于这个时钟信号。
3、通信性能:在无线通信设备中,如手机、无线网卡和基站,晶振的频率精度直接影响信号的调制和解调质量。频率偏差可能导致误码率增加、通信链路不稳定或完全中断。
4、导航与定位精度:在GPS和其他导航系统中,晶振的频率精度决定了位置计算的准确性。任何频率偏差都可能导致定位误差,影响导航的可靠性。
5、电源稳定性:在电源管理系统中,晶振的频率精度影响电压和电流的调节精度。这关系到设备的能耗、热管理和整体运行效率。
晶振精度的不同:
高精度晶振可以替换低精度晶振,例如±10ppm可替换±20ppm或±30ppm,±20ppm可替换±20或±30ppm。不建议选择低精度晶振替换高精度晶振。以32.768KHz晶振为例,精度越低,时间越不准。如果晶振为主时钟源,如STM32主频8MHz晶振不稳定可能会造成系统工作不稳定或者停止工作等问题。
晶振工作温度的不同:
如果晶振工作温度范围为-20℃~+70℃,若一定要在-40℃~+85℃下使用,该晶振在最低和最高温度下工作时,其频率稳定性和频率精度都会变差,可能给设备正常工作带来隐患。