如果石英晶振符合其规格,我们很少有人担心它是如何制造的,甚至是它的工作原理.但有时候掌握基础知识是有用的,如果只是为了能够忽略数据表中的一些更夸张的性能声明.
用于电子应用的晶体晶圆是用石英石切割而成的.切割方向决定了晶体的振动模式,其频率-温度特性,它将如何老化以及各种其他参数.
在这些应用中使用的所有晶体中约90％是所谓的AT切割.这意味着石头以与Z轴成35°15'的角度切割.由于所得晶体的温度特性,AT切割很受欢迎.它们可以在-40°C至+125°C耐高温晶振的温度下使用,并具有一个拐点-频率随温度升高或降低的对称点-为25°C.
AT切割石英晶体
在一批晶振必须具有相同特性的情况下,切割角度特别重要.在这里,行业标准的做法是将切割角度指定为度数的±15秒(或1度的0.0042).有时可能会有意地略微改变切割角度,以实现所需的温度特性变化.
与所有电子元件一样,非常紧密的公差部件比具有更宽松公差的部件成本更高,这主要是由于在更严格的公差下可以实现更有限的产量.
值得注意的是,AT切割贴片晶振的温度-频率特性是对称的.这就是为什么你会看到晶体的规格从0°C到50°C,-10°C到+60°C,-20°C到+70°C等.这些指定的温度范围都是对称的25℃.因此,-40°C至+85°C的“工业”温度范围(通常用于表征其他电子元件,包括半导体)并不是指定晶体的最合适方式.最接近的等效温度范围是-40°C至+90°C.因此,如果您看到参考设计需要在-40°C至+85°C范围内具有±10ppm稳定性的石英晶振,请谨慎对待.
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