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        首頁晶振官方博客 遙遙領先的GEYER晶振跟大家一起探討尺寸對于晶體來說是決定性的嗎?

        遙遙領先的GEYER晶振跟大家一起探討尺寸對于晶體來說是決定性的嗎?

        來源:http://www.murciautil.com 作者:kanghuaer 2023年09月28
        當嵌入式計算機的空間有限時,顯而易見的解決方案是使用設計非常小的石英晶體。然而,許多應用板仍然發布了非常大的晶體。因此,您仍然可以在這些微控制器的應用說明中找到較大晶體的電氣規格。這些通常是金屬包裝中的晶體,如HC-49/KX-3H或HC-49/SMD。如果使用更小的晶體,就不能再滿足這樣的規格。當用戶 面臨重新設計應用程序的決策時,這可能會讓他們感到不安。本篇文章將試圖強調大小石英晶體之間的差異,并提供實用的建議確定最佳石英尺寸。
        圖1:現代SMD晶體在舊設計的石英之上"HC-49" (3.2 x 2.5 mm或13 x 10 mm)。容納石英盤的體積要小得多。這對電性能有影響,必須考慮到這一點。
        低ESR——小型設計面臨的挑戰
        圖1顯示了陶瓷封裝中現代SMD石英后面的老式“HC-49”石英設計。由于體積的高度減小,電行為的后果是顯而易見的。盡管改進了生產方法,但HC-49的低諧振電阻并不能在每一個較小的封裝中實現。內石英盤越小,諧振電阻(ESR)越高。同時,晶體的功率處理能力較低。兩者都是以振蕩儲備為代價的。因此,振蕩器電路應與晶體結構最佳匹配
        非常小的晶體只能從8MHz開始
        小石英晶體只有在8MHz以上可用,這個最小頻率隨著封裝變小而增加。這是由于在每個晶體的邊緣的自然干涉和不希望的振蕩模式。如果不適當地抑制這些干擾,就會產生假共振。在低頻時,石英圓盤的厚徑比較大,邊緣效應的抑制變得更加困難。
        圖2:不同尺寸的可用頻率。
        藍牙等應用的嚴格容差
        對于通常的時鐘應用,對石英晶體振蕩器沒有特殊要求。情況不同了,然而,當發射器和接收器必須相互調諧時,例如藍牙的情況。對于使用晶體的電路,藍牙需要特別窄的公差(+/- 20ppm)的技術限制,振蕩晶體正好是這個規格(即+/- 10ppm在25°C加上+/- 10ppm在溫度范圍內)。甚至雖然該技術在不斷發展,但仍能在有限程度上達到所要求的公差小尺寸,如表1所示。
        表1:可用于藍牙的各種晶體的溫度范圍(即25°C時+/-10 ppm,溫度時+/-10 ppm 范圍)。頻率是13MHz
        晶體越大,拉晶靈敏度越高
        石英晶體和振蕩器的特點是拉力公差,即:
        1. 與動態電容C1成正比。盒子越大,晶體和可能的C1就越大。
        2. 與(C0 + CL)的平方成反比。因此,較小的CL會導致更高的繪制靈敏度。然而,太小的標稱負載電容會使用戶難以調整所需的標稱頻率或降低頻率穩定性。
        表2顯示了常見振蕩晶體的典型繪制靈敏度??梢钥闯?,可實現的拉靈敏度隨著封裝的增大而增加。最后兩列也顯示了在更小的負載電容下提高的繪制靈敏度。
        此外,很明顯,繪制靈敏度隨著頻率的增加而增加——在更高的頻率下可以實現更大的C1。
                           表2:不同尺寸振蕩晶體的拉靈敏度,負載電容與本設計中的典型值相對應。
        如今,尺寸更小、功耗更低的重新設計或新設計已經司空見慣。然而,物理學仍然在晶體制造中起著重要作用,因此必須考慮ESR、CL和拉晶敏感度的影響在一個好的,面向未來的設計中考慮到。請聯系我們您的要求-我們將支持您的設計。
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