晶振关键参数

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晶振关键参数

1、工作频率

晶振的频率范围一般在1到70MHz之间。但也有诸如通用的32.768kHz钟表晶体那样的特殊低频晶体。晶体的物理厚度限制其频率上限。归功于类似反向台面(inverted Mesa)等制造技术的发展，晶体的频率上限已从前些年的30MHz提升到200MHz。工作频率一般按工作温度25°C时给出。

可利用泛频晶体实现200MHz以上输出频率的更高频率晶振。另外，带内置PLL 频率倍增器的晶振可提供1GHz以上的频率。当需要UHF和微波频率时，声表波(SAW)振荡器是种选择。

2、频率精度：1PPM=1/1,000,000

频率精度也称频率容限，该指标度量晶振实际频率于应用要求频率值间的接近程度。其常用的表度方法是于特定频率相比的偏移百分比或百万分之几(ppm)。例如，对一款精度±100ppm的 10MHz晶振来说，其实际频率在10MHz±1000Hz之间。

(100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz

它与下式意义相同：1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典型的频率精度范围在1到 1000ppm，以最初的25°C 给出。精度很高的晶振以十亿分之几(ppb)给出。

3、频率稳定性

该指标量度在一个特定温度范围(如：0°C到70°C 以及-40°C到85°C)内，实际频率与标称频率的背离程度。稳定性也以ppm给出，根据晶振种类的不同，该指标从10到 1000ppm变化很大(图 2)。

4、老化

老化指的是频率随时间长期流逝而产生的变化，一般以周、月或年计算。它于温度、电压及其它条件无关。在晶振上电使用的最初几周内，将发生主要的频率改变。该值可在5到10ppm 间。在最初这段时间后，老化引起的频率变化速率将趋缓至几ppm。

5、输出

有提供不同种类输出信号的晶振。输出大多是脉冲或逻辑电平，但也有正弦波和嵌位正弦波输出。一些常见的数字输出包括：TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML 和LVDS。

许多数字输出的占空比是40%/60%，但有些型号可实现45%/55%的输出占空比。一些型号还提供三态输出。一般还以扇出数或容抗值(pF)的方式给出了最大负载。

6、工作电压

许多晶振工作在5V直流。但新产品可工作在1.8、2.5和 3.3V。

7、启动时间

该规范度量的是系统上电后到输出稳定时所需的时间。在一些器件内，有一个控制晶振输出开/闭的使能脚。

8、相噪

在频率很高或应用要求超稳频率时，相噪是个关键指标。它表度的是输出频率短时的随机漂移。它也被称为抖动，它产生某类相位或频率调制。该指标在频率范围内用频谱分析仪测量，一般用dBc/Hz表示相噪。

晶振输出的不带相噪的正弦波被称为载波，在频谱分析仪上显现为一条工作频率上的垂直线。相噪在载波之上和之下产生边带。相噪幅度表示为边带功率幅值(Ps)与载波功率幅值(Pc)之比，以分贝表示：

相噪(dBc)=10log(Ps/Pc)

相噪的测量以载波的10kHz或100kHz频率增量计算，但也用到低至10Hz或100Hz的其它频率增量。相噪度量一般规整为与1Hz相等的带宽。取决于载波的频率增量，典型的相噪值在-80到-160dBc 之间。

9、可调性(Pullability)

该指标表度的是通过对一个压控晶振(VCXO)施加一个外部控制电压时，该电压所能产生的频率改变。它表示的是最大可能的频率变化，通常用ppm表示。同时还给出控制电压水平，且有时还提供以百分比表示的线性值。典型的直流控制电压范围在0到 5V。频率变化与控制电压间的线性关系可能是个问题。

10、封装

晶振有许多种封装形态。过去，最常用的是金属壳封装，但现在，它已被更新的表贴(SMD)封装取代。命名为HC-45、HC-49、HC-50或HC- 51的金属封装一般采用的是标准的DIP 通孔管脚。而常见的SMD 封装大小是5×7mm。源于蜂窝手机制造商的要求，SMD封装的趋势是越做越薄。