ACT技術論文BVCT4-26.000MHZMDN-BBACT晶體術語的A到Z

使用晶體時常用關鍵字的定義

老化

石英晶體老化適用于頻率隨時間的累積變化，這導致晶體單元工作頻率的永久變化。在運行的前45天，石英晶振頻率的變化速度最快。老化涉及許多相關因素，一些最常見的因素是:內部污染、過度驅動水平、晶體表面變化、各種熱效應、金屬絲疲勞和摩擦磨損。結合低工作環境、最小驅動電平和靜態預老化的適當電路設計將大大減少除最嚴重老化問題以外的所有問題。

石英晶體老化速率的主要因素是封裝方法，因為ACT晶振晶體外殼的密封會在晶體環境中留下污染物和氧氣。就晶體而言，封裝通孔晶體的兩種最常見方法是電阻焊接和冷焊。典型的老化率如下:

Method of sealing	Resistance weld (HC49/U)	Aging per annum (1st Year)	5ppm Typ.
Method of sealing	Cold weld (HC43/U)	Aging per annum (1st Year)	2ppm Typ.

SMD晶體的典型老化速率如下:

Type of crystal Seal / Package	Aging per annum (1st Year)
Plastic eg. ACT86SMX	±5ppm Max.
Metal Seam Weld eg. ACT753	<3ppm Max.
Glass Seal Ceramic eg. ACT632	±5ppm Max.

波特率

數據傳輸的速度(一秒鐘可以傳輸多少數據)

晶體振蕩器

晶體振蕩器是一種電子振蕩器電路，它利用壓電材料振動晶體的機械諧振來產生頻率非常精確的電信號。該頻率通常用于記錄時間(如石英手表)，為數字集成電路提供穩定的時鐘信號，并穩定無線電發射機和接收機的頻率。最常用的壓電諧振器是石英晶體，因此圍繞它們設計的振蕩器電路被稱為“晶體振蕩器”。

石英晶體的制造頻率從幾十千赫到幾十兆赫。每年生產超過20億顆水晶。大多數都是小型消費電子產品，如手表、鐘表、收音機、電腦和手機。石英晶體也存在于測試和測量設備中，如計數器、信號發生器和示波器。

分頻頻率

內部IC分頻的輸出頻率。

驅動電平

驅動電平是工作電路在晶體中消耗的功率電平。額定或測試驅動電平是晶體被指定的功率，與額定電平的任何偏差都會影響晶體性能:因此，實際驅動電平應該合理地復制指定電平。AT切割晶體可以承受相當大的過載而不會造成物理損壞:但是，在過載情況下，電參數會下降。如果過度驅動，低頻晶體(尤其是彎曲模式晶體)可能會斷裂。基模晶體的驅動電平額定值在1–30 MHz范圍內從100kHz以下的5 W到大約10mW。通常在30 MHz以上使用的泛音晶體的額定功率通常為1–2mw

GENERAL TABLE OF MAXIMUM DRIVE LEVELS
Frequency range	Mode	Drive level
Up to 100 kHz	Flexural	5µW
1 – 4 MHz	Fundamental	1µW
4 – 20 MHz	Fundamental	0.5µW
20 – 200 MHz	Overtone	0.5µW

等效串聯電容(C1)

在串聯諧振頻率下，晶體諧振器(等效)內部電荷電容分量的能量失真。

等效串聯電阻(ESR)

從晶體的等效電路可以看出，有一個參數R，它被定義為動生電阻。

該值與晶體的Q因子和活性有直接關系?；钚砸部梢苑Q為ESR或等效串聯電阻。ESR值越低，石英晶體振蕩器電路中的振蕩幅度就越高。ESR的實際值在一定程度上取決于所用晶體的負載能力，可以通過以下公式計算:

ESR = R1 ( 1 + Co / CL ) W

設計晶體振蕩器時，考慮ESR值非常重要，因為ESR值高的晶體比ESR值低的晶體更不容易開始振蕩。

頻率

每秒的波(周期)數。頻率和周期之間的關系是:

頻率= 1 / T(秒。)

1 MHz = 1毫秒，1 MHz = 1秒，1 MHz = 1納秒

頻率容差精度(f / f)

在環境溫度為25°C的規定條件下，實際(測量)頻率與標稱頻率之間的差異。

頻率穩定度

在標準溫度和工作電壓范圍內，輸出頻率的漂移。輸出頻率漂移包括頻率溫度特性和頻率電壓特性對環境溫度的響應。

以25°C時的頻率為參考，頻率隨環境溫度的變化。

頻率電壓特性

以工作電壓范圍內中心電壓處的輸出頻率為基準，輸出頻率對電壓的變化。這種變化的原因是晶體變形的變化，以及安裝在振蕩器和RTC中的IC的IC內部常數的變化。集成電路的影響更大。

基本形式

第一諧波晶體振動狀態。AT諧振器頻率由石英晶體的AT諧振器厚度決定，但即使厚度相同，第三泛音也大約為?；l的3倍。對于音叉型共鳴器，二次泛音大約是基波的六倍。

赫茲

赫茲相當于每秒的周期數，以海因里希·赫茲命名。

赫茲(符號:Hz)是頻率的國際單位制單位，定義為周期現象每秒的周期數。它最常見的用途之一是描述正弦波，尤其是在無線電和音頻應用中使用的正弦波。

在英語中，赫茲既用作單數也用作復數。作為國際單位制單位，赫茲可以加前綴；常用的倍數有kHz(千赫，103 Hz)、MHz(兆赫，106 Hz)、GHz(千兆赫，109 Hz)和THz(太赫茲，1012 Hz)。一赫茲僅僅意味著“每秒一個周期”(通常被計數的是一個完整的周期)；100 Hz表示“每秒一百個周期”，以此類推。

SI multiples for hertz (Hz)
Submultiples			Multiples
Value	Symbol	Name	Value	Symbol	Name
10-1Hz	dHz	decihertz	101Hz	daHz	decahertz
10-2Hz	cHz	centihertz	102Hz	hHz	hectohertz
10-3Hz	mHz	millihertz	103Hz	kHz	kilohertz
10-6Hz	µHz	microhertz	106Hz	MHz	megahertz
10-9Hz	nHz	nanohertz	109Hz	GHz	gigahertz
10-12Hz	pHz	picohertz	1012Hz	THz	terahertz
10-15Hz	fHz	femtohertz	1015Hz	PHz	petahertz
10-18Hz	aHz	attohertz	1018Hz	EHz	exahertz
10-21Hz	zHz	zeptohertz	1021Hz	ZHz	zettahertz
10-24Hz	yHz	yoctohertz	1024Hz	YHz	yottahertz
Note: Common prefixed units are in bold face

絕緣電阻(IR)

引線之間或引線與外殼封裝(導電封裝)之間的電阻。

振動

抖動是指高頻數字信號中脈沖某些方面的偏差或位移。偏差可以是信號脈沖的幅度、相位定時或寬度。另一個定義是“信號從其理想位置的周期頻率位移。”抖動的原因包括電磁干擾(EMI)和與其他信號的串擾。抖動會導致顯示監視器閃爍；影響個人計算機中處理器按預期執行的能力；在音頻信號中引入咔噠聲或其他不期望的影響，以及網絡設備之間傳輸數據的丟失。允許的抖動量在很大程度上取決于應用。

抖動是電子和電信中周期信號的時間變化，通常與參考時鐘源有關。抖動可以在連續脈沖的頻率、信號幅度或周期信號的相位等特征中觀察到。抖動是幾乎所有通信鏈路(如USB、PCI-e、SATA、OC-48)設計中的一個重要因素，通常也是一個不良因素。

抖動可以用與所有時變信號相同的術語來量化，例如均方根或峰峰值位移。與其他時變信號一樣，抖動可以用頻譜密度(頻率含量)來表示。

抖動周期是信號特性隨時間有規律變化的兩次最大效應(或最小效應)之間的間隔。抖動頻率，更普遍引用的數字，是它的倒數。

負載電容(CL)

從晶振引腳看振蕩電路的有效電容(串聯等效電荷電容)。當石英晶體振蕩器連接到振蕩電路時，該電容被確定為一個條件，并將確定輸出頻率。負載電容近似值:

CL = CG X CD / ( CG + CD ) + CS

(CS =雜散電容)

最大驅動水平(GL)

驅動級別的額定值。超過該水平的電流或功率輸入可能會導致特性退化或破壞。

最大電源電壓(V直接傷害–GND)

電源引腳功率輸入的最大額定值。超過該值的輸入可能導致特性退化或破壞。

標稱頻率(f)

晶體諧振器頻率的標稱值。

OCXO

恒溫晶體振蕩器，OCXO晶振具有附加電路和封裝的振蕩器，以保持環境恒定，從而保持振蕩器工作的溫度范圍恒定。

工作溫度范圍(Tsol)

符合規格特性的溫度范圍。

工作電壓(VDD)

電壓輸入至V直接傷害將支持具有規格特征的連續操作的引腳。

原點頻率

振蕩系統中振蕩器的振蕩源頻率。

振蕩電路

振蕩晶體諧振器所需的電路。電路因諧振器類型和頻率而異。

振蕩開始時間(Tosc)

從通電到波形穩定的時間。然而，電壓上升時間取決于電源，因此時間從一組特定的初始條件開始測量。

振蕩器

帶有附加電路的晶體，將晶體輸出形成方波。

輸出使能

輸出切換到高阻抗，有線或連接可用于選擇多個輸出(頻率)。OE引腳–低電平。輸出為高阻抗=禁用。振蕩沒有停止，因此禁用清除后的時鐘與OE不同步(時鐘是連續的)。

輸出下降時間(tTHL)

輸出波形從高電壓(高電平)變為低電壓(低電平)所需的時間。也稱為波形下降時間。

輸出頻率(fo)

振蕩器電路或晶體振蕩器系統的輸出頻率。

輸出負載條件

可以連接到振蕩器的負載的類型和數量(功率)。

TTL-1的計算公式為：

IOH=-40µA, IOL=1.6mA

For LS TTL-1 as:

IOH=-40µA, IOL=0.4mA

For CMOS-1=5pF

IOH=0, IOL=0

但是在轉換中峰值電流是0.3mA

輸出上升時間(tTHL)

輸出波形從低電壓(低電平)變為高電壓(高電平)所需的時間。也稱為波形上升時間。TTL通常在0.4V至2.4V之間，CMOS通常在10%至90%之間。

泛音晶體

由于AT切割石英毛坯的物理特性和幾何形狀，晶體可以以多種頻率振動。最低頻率稱為基頻，最高可達約45 Mhz。通過在奇數泛音、3次、5次、7次、9次和11次等頻率下操作晶體，可以獲得更高的頻率(超過300 MHz)。并且調諧電路，使得晶體以其設計的泛音頻率振蕩。

泛音晶體經過特殊處理，具有平面平行度和表面光潔度，以增強其在所需泛音頻率下的性能。泛音頻率比基波的等效諧波倍數高大約25 kHz。

可拉性

晶振的可拉性指的是工作在并行模式下的貼片晶振，衡量頻率變化與負載電容的關系。對于希望通過切換負載電容的不同值來實現單個晶體的多種工作頻率的電路設計者來說，可拉性非常重要。

石英

石英是地球大陸地殼中第二豐富的礦物，僅次于長石。它由SiO4硅氧四面體的連續框架組成，每個氧在兩個四面體之間共享，給出總分子式SiO2。

合成和人工處理:并非所有種類的石英都是天然存在的。由于天然石英經常形成孿晶，工業上使用的大部分石英都是合成的。通過水熱法在高壓釜中生產出大的、無瑕疵的和未纏繞的晶體。雖然這些通常仍被稱為石英，但這種材料的正確術語是二氧化硅。

品質因數

在物理學和工程學中，品質因數或Q因數是描述振蕩器或諧振器欠阻尼程度的無量綱參數，或者等效地，表征諧振器相對于其中心頻率的帶寬。較高的Q表示相對于振蕩器存儲的能量，能量損失率較低；振蕩消失得更慢。懸掛在優質軸承上的鐘擺，在空氣中振蕩，Q值高，浸在油中的鐘擺Q值低。品質因數高的石英晶體振蕩器阻尼低，因此響鈴時間更長。

振蕩器的品質因數因系統而異。阻尼很重要的系統(如防止門突然關閉的阻尼器)的Q = 12。時鐘、激光器和其他需要強諧振或高頻率穩定性的諧振系統需要高品質因數。音叉的品質因數在Q = 1000左右。原子鐘和一些高Q激光器的品質因數可高達1011甚至更高。

推薦的驅動水平

最佳振蕩特性的激勵水平。

并聯電容

晶體振蕩器中兩個電極之間的電荷電容。

焊接條件

安裝時可以保證的焊接條件。超過這些限制的溫度或時間可能導致特性退化或破壞。

備用(ST)

停止晶體諧振器振蕩和分頻的功能。削減振蕩器電路和分頻級消耗的電流。

ST引腳–高電平或開路:指定頻率輸出。

ST引腳–低:輸出為高電平，時鐘停止。

由于振蕩停止，在時鐘輸出穩定之前，有最大10mS(0.3 ms TEP)的延遲。如果ST也降至低電平，輸出為高阻抗，但由于同樣的原因重新啟動功能后，輸出也不穩定。

儲存溫度(Tstg)

放電狀態的最大絕對額定值(無電壓、電流或功率輸入)。暴露在超過這一水平的溫度下可能會導致特性退化或破壞。為確保精度，盡可能儲存在室溫下。

TCXO振蕩器

溫度補償晶體振蕩器。帶有附加電路的振蕩器，集成了一個反饋環路，其中溫度的變化反映在電壓的變化上，電壓的變化反過來會改變頻率以補償溫度變化。

VCXO晶振

壓控晶體振蕩器。帶有附加電路的振蕩器，允許通過改變外部電壓來改變頻率。

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