晶振主動(dòng)傾角的定義和測(cè)量方法
來(lái)源：http://m.techzozo.com 作者：金洛鑫電子 2019年08月31
活動(dòng)傾角定義:
本標(biāo)準(zhǔn)適用于AT切割晶體單元溫度的有源浸漬,IEC60444-7:2004,石英水晶振子單元參數(shù)的測(cè)量,標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)引用標(biāo)準(zhǔn)的一部分:IEC60444-1:1986/AMD1:1999ED2,通過零相位技術(shù)測(cè)量石英晶體單元參數(shù)-網(wǎng)絡(luò):-第1部分通過零相位技術(shù)測(cè)量石英晶體單元的諧振頻率和諧振電阻的基本方法.當(dāng)對(duì)石英晶體施加連續(xù)溫度變化時(shí),由不同振動(dòng)模式耦合引起的諧振頻率和串聯(lián)電阻的突然波動(dòng),該現(xiàn)象與測(cè)量方法和測(cè)量系統(tǒng)無(wú)關(guān),與熱沖擊引起的現(xiàn)象不同.測(cè)量方法基于晶體制造商和客戶之間的協(xié)議.
推薦的測(cè)量方法:
a)精密變溫度的推薦測(cè)量方法和溫度穩(wěn)定性如表1所示.
b)激勵(lì)水平應(yīng)根據(jù)晶振單元類型設(shè)置為最佳電流值.表2顯示了設(shè)定電流的參考值.
備注:當(dāng)施加低于2ºC時(shí),確認(rèn)石英晶體諧振器精密可變溫度浴的溫度穩(wěn)定性滿足所需的溫度間隔.
測(cè)量條件:
a)激勵(lì)水平
b)負(fù)載能力
c)溫度范圍
d)溫度間隔
參考方法:
測(cè)量系統(tǒng)由精密可變溫度室組成,可以保持溫度上升斜率恒定并降低溫升速率,π電路符合IEC60444-1標(biāo)準(zhǔn).晶體諧振器從下面定義的最低溫度開始測(cè)量,并在指定的測(cè)量范圍內(nèi)單獨(dú)測(cè)量.最高和最低測(cè)量溫度設(shè)定在下限5°C,上限高10°C,低于規(guī)定的工作溫度范圍.將測(cè)量溫度間隔設(shè)置為0.2°C或更低.在測(cè)量溫度范圍內(nèi),精密可變溫度室的溫度變化率應(yīng)為2°C/min±10％.在每個(gè)溫度下,必須記錄待測(cè)振動(dòng)器的負(fù)載共振頻率和等效電阻以及振動(dòng)器附近的實(shí)際溫度.
批處理方法:
測(cè)量系統(tǒng)由精密可變溫度室和符合IEC60444-1的電路組成.在批量方法中,石英晶體單元在精確的可變溫度室中進(jìn)行測(cè)量.每個(gè)進(jìn)口晶體振蕩器在指定的最低溫度下啟動(dòng),并依次在每個(gè)溫度下測(cè)量.建議的溫度間隔為2°C.建議將最高和最低測(cè)量溫度在指定工作溫度范圍之上和之下延長(zhǎng)5°C.
檢查方法從以下項(xiàng)目中選擇并單獨(dú)確定:
a)制造保證,不檢查.
b)抽樣檢查
c)100％檢查
評(píng)估方法:
在共振頻率相對(duì)于溫度的主動(dòng)傾角確定中,在連續(xù)的溫度間隔處測(cè)量頻率偏差,并且確定基于測(cè)量值的近似表達(dá)式.根據(jù)測(cè)量的溫度范圍,根據(jù)表4確定用于近似計(jì)算的近似順序.接下來(lái),獲得每個(gè)溫度下的頻率測(cè)量值與近似表達(dá)式的數(shù)值之間的殘差,并且使用該殘差值進(jìn)行確定.這里,應(yīng)用最小二乘法來(lái)確定頻率測(cè)量值的近似表達(dá)式.測(cè)量溫度和頻率殘差之間的關(guān)系由等式1由測(cè)量溫度(T)處的測(cè)量頻率偏差(Fm)和近似表達(dá)式的頻率值(△F(T))表示.
另一方面,負(fù)載下的等效電阻相對(duì)于溫度的有效下降獲得了測(cè)量溫度(T)與負(fù)載(Rm)期間測(cè)量的等效電阻之間的近似表達(dá)式.根據(jù)測(cè)量的溫度范圍,根據(jù)表4確定用于近似計(jì)算的近似順序.接下來(lái),通過獲得在測(cè)量值(Rm)和通過近似表達(dá)式獲得的值(Rc)之間的負(fù)載下的等效電阻殘差(△R(T))來(lái)進(jìn)行確定.負(fù)載(△R(T))下的等效電阻殘差由公式2表示.但是,最小二乘法可能不適用于毫無(wú)疑問的范圍.
備注對(duì)于具有二階溫度特性的晶體單元(例如,BT-Cut或低頻帶晶體單元),可以說(shuō)降低順序就足夠了.
評(píng)估標(biāo)準(zhǔn):
共振頻率相對(duì)于溫度的有效傾角確定和負(fù)載下的等效電阻由石英晶振制造商和客戶之間的協(xié)議定義,具有以下殘余或剩余斜率.
a)由殘差指定時(shí)
頻率殘差(△F(T))和負(fù)載等效電阻殘差(△R(T))由前一節(jié)中的方法定義,并確定每個(gè)殘差的標(biāo)準(zhǔn).此外,殘差可以被確定為殘差|(△F(T))和|(△R(T))|的絕對(duì)值.另一方面,基于殘差的確定標(biāo)準(zhǔn)可以由每個(gè)有效下降的最大值和最小值之間的差來(lái)表示,并且可以被確定為頻率殘差的變化寬度.
周波數(shù)殘差:△F(T)=Fm(T)-Fc(T)…….式1
負(fù)荷時(shí)等価抵抗殘差:△R(T)=Rm(T)-Rc(T)…….式2
b)由剩余斜率指定時(shí)
當(dāng)基于頻率殘差相對(duì)于溫度的斜率確定特性時(shí),使用等式3定義頻率殘余斜率并確定頻率剩余斜率的標(biāo)準(zhǔn).殘余梯度可以由殘余梯度的絕對(duì)值|△F△T1|確定.類似地,當(dāng)基于等效電阻殘余電阻相對(duì)于溫度的斜率確定特性時(shí),通過等式4定義具有負(fù)載的等效電阻殘余斜率,并確定具有負(fù)載的等效電阻殘余斜率的標(biāo)準(zhǔn).殘余梯度可以由殘余梯度的絕對(duì)值|△R△T1|確定.
周波數(shù)殘差勾配:
負(fù)荷時(shí)等価抵抗殘差勾配:
主動(dòng)浸漬術(shù)語(yǔ),實(shí)例和檢測(cè)方法
A.1主動(dòng)傾角術(shù)語(yǔ)
當(dāng)對(duì)晶體單元施加連續(xù)溫度變化時(shí)發(fā)生的共振頻率和串聯(lián)電阻的突然波動(dòng)現(xiàn)象表示為英語(yǔ)中的活動(dòng)下降.然而,沒有日本人充分代表這種現(xiàn)象.出于這個(gè)原因,Activity Dips在Katakana中表示為”Activity Dips”,這包含在定義中.
A.2主動(dòng)傾角的例子
使用石英晶體振蕩器的有源下降示例如圖A.1所示.圖A.1(a)顯示了頻率偏差相對(duì)于溫度和近似方程值的測(cè)量值,圖A.1(b)顯示了這些頻率殘差.圖A.1(c)顯示了負(fù)載下等效電阻的測(cè)量值和近似表達(dá)式相對(duì)于溫度的值圖A.1(d)顯示了負(fù)載下等效電阻的測(cè)量值和負(fù)載下的等效電阻值,顯示殘差.
成立的目的:
AT切割晶體單元用于移動(dòng)通信終端設(shè)備和AV設(shè)備中的晶體振蕩電路.隨著通信線路的頻率變高和頻率穩(wěn)定性越高,晶體振蕩電路所需的頻率穩(wěn)定性變得越來(lái)越嚴(yán)重.盡管這些電路處于進(jìn)一步小型化和低功耗的趨勢(shì),但是通過減小晶體諧振器的尺寸,傾向于降低相對(duì)于激勵(lì)電平的設(shè)計(jì)余量.結(jié)果,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)晶體諧振器的有源下降不能忽略,包括當(dāng)激勵(lì)電平高于適當(dāng)值的狀態(tài)下使用晶體諧振器的激勵(lì)電平時(shí)對(duì)頻率穩(wěn)定性的影響.
因此,石英晶體制造商正在研究根據(jù)客戶要求抑制有源浸漬的發(fā)生,但由于加工精度和晶體單元要求的限制,這不能可靠地防止.在某些情況下.在此背景下,目的是澄清晶體單元的有效傾角定義,并通過相互討論設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),以便可以正確使用晶體單元.
本標(biāo)準(zhǔn)適用于AT切割晶體單元溫度的有源浸漬,IEC60444-7:2004,石英水晶振子單元參數(shù)的測(cè)量,標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)引用標(biāo)準(zhǔn)的一部分:IEC60444-1:1986/AMD1:1999ED2,通過零相位技術(shù)測(cè)量石英晶體單元參數(shù)-網(wǎng)絡(luò):-第1部分通過零相位技術(shù)測(cè)量石英晶體單元的諧振頻率和諧振電阻的基本方法.當(dāng)對(duì)石英晶體施加連續(xù)溫度變化時(shí),由不同振動(dòng)模式耦合引起的諧振頻率和串聯(lián)電阻的突然波動(dòng),該現(xiàn)象與測(cè)量方法和測(cè)量系統(tǒng)無(wú)關(guān),與熱沖擊引起的現(xiàn)象不同.測(cè)量方法基于晶體制造商和客戶之間的協(xié)議.
推薦的測(cè)量方法:
a)精密變溫度的推薦測(cè)量方法和溫度穩(wěn)定性如表1所示.
表1推薦的測(cè)量方法和溫度穩(wěn)定性
| 項(xiàng)目 | 推薦的測(cè)量方法或溫度穩(wěn)定性 |
| 測(cè)定法 | 電路方法 |
| 精密可変溫度槽 | 相對(duì)于設(shè)定溫度±0.2ºC |
表2設(shè)定當(dāng)前值(參考)
| 激勵(lì)程度 | |
| 電流值 | 0.5mA,1.0mA,1.5mA |
c)表3顯示了推薦的測(cè)量溫度間隔類別.
表3推薦的測(cè)量溫度區(qū)間類別
| 分類 | 建議測(cè)量溫度間隔 |
| 排名1 | 0.2ºC |
| 排名2 | 1ºC |
| 排名3 | 2ºC |
| 排名4 | 5ºC |
| 排名5 | 10ºC |
測(cè)量條件:
a)激勵(lì)水平
b)負(fù)載能力
c)溫度范圍
d)溫度間隔
參考方法:
測(cè)量系統(tǒng)由精密可變溫度室組成,可以保持溫度上升斜率恒定并降低溫升速率,π電路符合IEC60444-1標(biāo)準(zhǔn).晶體諧振器從下面定義的最低溫度開始測(cè)量,并在指定的測(cè)量范圍內(nèi)單獨(dú)測(cè)量.最高和最低測(cè)量溫度設(shè)定在下限5°C,上限高10°C,低于規(guī)定的工作溫度范圍.將測(cè)量溫度間隔設(shè)置為0.2°C或更低.在測(cè)量溫度范圍內(nèi),精密可變溫度室的溫度變化率應(yīng)為2°C/min±10％.在每個(gè)溫度下,必須記錄待測(cè)振動(dòng)器的負(fù)載共振頻率和等效電阻以及振動(dòng)器附近的實(shí)際溫度.
批處理方法:
測(cè)量系統(tǒng)由精密可變溫度室和符合IEC60444-1的電路組成.在批量方法中,石英晶體單元在精確的可變溫度室中進(jìn)行測(cè)量.每個(gè)進(jìn)口晶體振蕩器在指定的最低溫度下啟動(dòng),并依次在每個(gè)溫度下測(cè)量.建議的溫度間隔為2°C.建議將最高和最低測(cè)量溫度在指定工作溫度范圍之上和之下延長(zhǎng)5°C.
檢查方法從以下項(xiàng)目中選擇并單獨(dú)確定:
a)制造保證,不檢查.
b)抽樣檢查
c)100％檢查
評(píng)估方法:
在共振頻率相對(duì)于溫度的主動(dòng)傾角確定中,在連續(xù)的溫度間隔處測(cè)量頻率偏差,并且確定基于測(cè)量值的近似表達(dá)式.根據(jù)測(cè)量的溫度范圍,根據(jù)表4確定用于近似計(jì)算的近似順序.接下來(lái),獲得每個(gè)溫度下的頻率測(cè)量值與近似表達(dá)式的數(shù)值之間的殘差,并且使用該殘差值進(jìn)行確定.這里,應(yīng)用最小二乘法來(lái)確定頻率測(cè)量值的近似表達(dá)式.測(cè)量溫度和頻率殘差之間的關(guān)系由等式1由測(cè)量溫度(T)處的測(cè)量頻率偏差(Fm)和近似表達(dá)式的頻率值(△F(T))表示.
另一方面,負(fù)載下的等效電阻相對(duì)于溫度的有效下降獲得了測(cè)量溫度(T)與負(fù)載(Rm)期間測(cè)量的等效電阻之間的近似表達(dá)式.根據(jù)測(cè)量的溫度范圍,根據(jù)表4確定用于近似計(jì)算的近似順序.接下來(lái),通過獲得在測(cè)量值(Rm)和通過近似表達(dá)式獲得的值(Rc)之間的負(fù)載下的等效電阻殘差(△R(T))來(lái)進(jìn)行確定.負(fù)載(△R(T))下的等效電阻殘差由公式2表示.但是,最小二乘法可能不適用于毫無(wú)疑問的范圍.
表4用于測(cè)量溫度范圍的近似順序
| 測(cè)定溫度幅 | 近似次數(shù) | |
| F(T) | R(T) | |
| ≤40℃ | 3 | 2 |
| 40℃＜△T＜120℃ | 4 | 2 |
| ≥120℃ | 5 | 3 |
評(píng)估標(biāo)準(zhǔn):
共振頻率相對(duì)于溫度的有效傾角確定和負(fù)載下的等效電阻由石英晶振制造商和客戶之間的協(xié)議定義,具有以下殘余或剩余斜率.
a)由殘差指定時(shí)
頻率殘差(△F(T))和負(fù)載等效電阻殘差(△R(T))由前一節(jié)中的方法定義,并確定每個(gè)殘差的標(biāo)準(zhǔn).此外,殘差可以被確定為殘差|(△F(T))和|(△R(T))|的絕對(duì)值.另一方面,基于殘差的確定標(biāo)準(zhǔn)可以由每個(gè)有效下降的最大值和最小值之間的差來(lái)表示,并且可以被確定為頻率殘差的變化寬度.
周波數(shù)殘差:△F(T)=Fm(T)-Fc(T)…….式1
負(fù)荷時(shí)等価抵抗殘差:△R(T)=Rm(T)-Rc(T)…….式2
b)由剩余斜率指定時(shí)
當(dāng)基于頻率殘差相對(duì)于溫度的斜率確定特性時(shí),使用等式3定義頻率殘余斜率并確定頻率剩余斜率的標(biāo)準(zhǔn).殘余梯度可以由殘余梯度的絕對(duì)值|△F△T1|確定.類似地,當(dāng)基于等效電阻殘余電阻相對(duì)于溫度的斜率確定特性時(shí),通過等式4定義具有負(fù)載的等效電阻殘余斜率,并確定具有負(fù)載的等效電阻殘余斜率的標(biāo)準(zhǔn).殘余梯度可以由殘余梯度的絕對(duì)值|△R△T1|確定.
周波數(shù)殘差勾配:
負(fù)荷時(shí)等価抵抗殘差勾配:
主動(dòng)浸漬術(shù)語(yǔ),實(shí)例和檢測(cè)方法
A.1主動(dòng)傾角術(shù)語(yǔ)
當(dāng)對(duì)晶體單元施加連續(xù)溫度變化時(shí)發(fā)生的共振頻率和串聯(lián)電阻的突然波動(dòng)現(xiàn)象表示為英語(yǔ)中的活動(dòng)下降.然而,沒有日本人充分代表這種現(xiàn)象.出于這個(gè)原因,Activity Dips在Katakana中表示為”Activity Dips”,這包含在定義中.
A.2主動(dòng)傾角的例子
使用石英晶體振蕩器的有源下降示例如圖A.1所示.圖A.1(a)顯示了頻率偏差相對(duì)于溫度和近似方程值的測(cè)量值,圖A.1(b)顯示了這些頻率殘差.圖A.1(c)顯示了負(fù)載下等效電阻的測(cè)量值和近似表達(dá)式相對(duì)于溫度的值圖A.1(d)顯示了負(fù)載下等效電阻的測(cè)量值和負(fù)載下的等效電阻值,顯示殘差.
成立的目的:
AT切割晶體單元用于移動(dòng)通信終端設(shè)備和AV設(shè)備中的晶體振蕩電路.隨著通信線路的頻率變高和頻率穩(wěn)定性越高,晶體振蕩電路所需的頻率穩(wěn)定性變得越來(lái)越嚴(yán)重.盡管這些電路處于進(jìn)一步小型化和低功耗的趨勢(shì),但是通過減小晶體諧振器的尺寸,傾向于降低相對(duì)于激勵(lì)電平的設(shè)計(jì)余量.結(jié)果,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)晶體諧振器的有源下降不能忽略,包括當(dāng)激勵(lì)電平高于適當(dāng)值的狀態(tài)下使用晶體諧振器的激勵(lì)電平時(shí)對(duì)頻率穩(wěn)定性的影響.
因此,石英晶體制造商正在研究根據(jù)客戶要求抑制有源浸漬的發(fā)生,但由于加工精度和晶體單元要求的限制,這不能可靠地防止.在某些情況下.在此背景下,目的是澄清晶體單元的有效傾角定義,并通過相互討論設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),以便可以正確使用晶體單元.
正在載入評(píng)論數(shù)據(jù)...
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