如何處理石英振蕩器活性下降的影響?
石英振蕩器的活動(dòng)幅度
　　在石英晶體中,有很多技術(shù)術(shù)語,規(guī)格和復(fù)雜的物理特性會(huì)給不直接在石英晶體行業(yè)中從事工程技術(shù)工作的人們所不知所措,這與晶體時(shí)鐘振蕩器的異常故障模式有關(guān),該模式可能會(huì)通過有效有效的過程進(jìn)行測試并幾乎完全消除.
　　活性下降是晶振電阻隨溫度相對突然增加(擾動(dòng))的石英晶體串聯(lián)電阻(Rs).通常,活動(dòng)度下降是由石英晶體中的干擾振動(dòng)模式(耦合模式)引起的.這些模式從主模式消耗能量.因此,一旦耦合模式的頻率與主模式的頻率一致,耦合模式就會(huì)急劇增加主模式的電阻.這些干擾模式實(shí)際上是低頻彎曲模式的高泛音(最高50泛音).它們的溫度系數(shù)非常陡峭,約為-20ppm/℃.因此,它們僅在相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)與主模式頻率一致.可以設(shè)計(jì)出一種干擾模式.如果沒有設(shè)計(jì)好,耦合模式將導(dǎo)致活動(dòng)下降.參見圖1.
　　這些通常在大約5~30℃的溫度范圍內(nèi)相當(dāng)窄.對于給定的設(shè)計(jì),活性下降將趨向于大約相同的溫度范圍.因?yàn)轳詈夏Ｊ绞腔谑⒌?所以它引起的任何活性下降在時(shí)間和溫度范圍內(nèi)都是可重復(fù)的.請參見下面的示例.
　　耦合模式的影響范圍可以從輕微到災(zāi)難性到間歇性.這取決于干擾模式的強(qiáng)度,以及應(yīng)用程序?qū)φ袷幤鬏敵鲭娖降淖兓?約2~20ppm的頻率偏移等的敏感度.活動(dòng)下降會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失去鎖相或其他類型的問題.
　　活性下降的另一個(gè)原因是顆粒粘附在晶體的活性區(qū)域上或附近.這種類型的活動(dòng)性下降會(huì)隨時(shí)間,溫度和時(shí)間而變化.這些將受到粒子從貼片晶振表面脫離或移動(dòng)到另一個(gè)位置的影響.因此,這種位置變化可能導(dǎo)致跌落變得更好,至少在暫時(shí)消失的情況下變得更糟.同樣也要從未檢測到突然發(fā)生或在溫度下降時(shí)改變幅度.

圖1

　　在Q-Tech晶振公司,我們能夠圍繞潛在的活動(dòng)驟降進(jìn)行設(shè)計(jì)和/或在我們的溫度測試程序中將其篩選出來.這只是我們成為全球高可靠性石英晶體振蕩器排名第一的眾多原因之一.
　　設(shè)計(jì)AT切割活動(dòng)無傾角石英振蕩器的一些注意事項(xiàng):
　　a石英加工制造:晶體單元設(shè)計(jì)的物理幾何
　　b.電極參數(shù)和設(shè)計(jì)(R1,C1,C0,L1)
　　c.負(fù)載電容
　　d.驅(qū)動(dòng)器級(jí)別和驅(qū)動(dòng)器級(jí)別依賴性(DLD)
　　e.在基礎(chǔ)或最終電鍍過程中引入的顆粒
　　f.諸如真空泵中的油之類的污染物
　　g.在水晶毛坯上刮擦
　　h.晶體切割和工作模式
　　i.安裝方法
　　j.工作溫度范圍
　　2)電路設(shè)計(jì):放大器余量和增益
　　b.負(fù)載電容
　　c.與晶振驅(qū)動(dòng)電平匹配的放大器增益
　　d.操作模式(基本模式與第3或第5泛音模式)
　　e.工作溫度
　　f.水晶的附著方法
　　3)測試方法:
　　a.在安裝之前在成品晶體水平上進(jìn)行測試
　　b.在完成的有源晶振電平下進(jìn)行測試(見圖2)
　　c.篩選測試
　　d.擺率
　　e.在每度或每五度的特征下進(jìn)行慢速斜坡測試(1.25℃/分鐘)或頻率測量以測量活動(dòng)性下降.見圖2和3.