晶振頻率元件在每個電子產(chǎn)品系統(tǒng)提供著各種功能支持,別看晶振小小的個頭,但體內(nèi)卻蘊藏著大大的能量.但是晶振工作時間久了,身體也是會累垮的,這時候晶振的體檢工作就非常重要了.該篇文章讓康比電子晶振廠家提供了與晶體振蕩器測試相關(guān)的一些常見問題的答案.

1.靜電敏感器件的處理

晶體振蕩器是靜電敏感器件.必須避免用手指直接接觸端子.根據(jù)IEC61340-5-1和EN100015-1中建立的ESD處理規(guī)則進行適當(dāng)處理是強制性的,以避免因靜電損壞內(nèi)部電路而導(dǎo)致振蕩器性能下降.如果沒有另外說明,根據(jù)IEC61000-4-2,我們的石英晶體振蕩器滿足人體模型(HBM)的要求

2.處理

在搬運以及手動和自動裝配過程中,必須避免過度的機械沖擊.如果振蕩器意外跌落或受到強烈沖擊,應(yīng)驗證電氣功能是否仍在規(guī)范范圍內(nèi).

3.電源

為避免電位失控,晶體振蕩器只有在所有端子正確連接后才能通電.必須避免”熱插拔”到已經(jīng)連接到電源的夾具中.

極性錯誤或電源電壓過高會導(dǎo)致振蕩器永久損壞.

強烈建議在有源晶振的DC電源輸入(VCC)端子和接地(GND)端子之間添加一個或兩個接線最短的阻塞電容器.典型值為10nF(X7R)和100pF(C0G).F范圍內(nèi)的額外大容量電容器可以插入板上的任何地方.良好的工程實踐是在(多層)印刷電路板上使用接地和電源電壓平面.

如果振蕩器輸出信號的低相位噪聲是一個問題,在選擇低噪聲,低雜散電源時必須特別小心.對于參考測量,強烈建議使用電池操作.

4.射頻輸出

RF輸出必須在指定負載下終止,如下所示.

具有50Ω端接的正弦波輸出

50Ω終端應(yīng)該直接連接在RF輸出端,或者連接在50Ω同軸電纜的末端.

如果需要多個連接(如示波器或功率計和頻率計),應(yīng)使用50Ω功率分配器或耦合器.為了精確的幅度測量,必須確保測試儀器的輸入阻抗精確地為50Ω,VSWR在規(guī)定的限度內(nèi).對于一些示波器和頻率計數(shù)器來說,情況不一定如此.在這種情況下,應(yīng)在儀器輸入端插入10dB衰減器.

單方波(邏輯)輸出

一、TTL輸出

CL=每個門5pF(扇出).它包括探針或示波器的輸入電容

㈡.CMOS和LVCMOS輸出

CL=15pF或50pF,取決于規(guī)格.它包括探針或示波器的輸入電容

兩個互補方波輸出

一,PECL產(chǎn)量

㈡.LVDS輸出晶振

注:

由于兩個原因,未以標稱阻抗(通常為50?)端接的同軸電纜將導(dǎo)致輸出信號失真和降級阻抗失配會產(chǎn)生反射,導(dǎo)致波形失真.對方波邏輯輸出信號的影響尤其顯著.非終端同軸電纜顯示輸入阻抗約為每米100pF(與四分之一波長相比,只要電纜長度較小).該電容與所連接設(shè)備(例如測試儀器)的輸入電容相關(guān)聯(lián),產(chǎn)生電容性過載情況,使輸出電壓失真和退化.

5.電子頻率控制

為電子頻率控制(EFC)提供裝置的石英晶體振蕩器必須正確連接,以確保在額定頻率下在規(guī)定公差范圍內(nèi)工作.無論如何,應(yīng)該避免讓EFC(VC)輸入保持浮動.

外部控制電壓

如果EFC輸入由外部DC控制電壓供電,必須小心,通過在VC和振蕩器接地(GND)端子之間直接施加控制電壓,避免了DC電源電流的接地回路.注:

來自EFC電源的噪聲可能會降低RF信號的相位噪聲和抖動性能.因此,電池或超低噪聲DC電源對于精確的相位噪聲和抖動測量是必要的.

外部電位計

如果外部電位計用于頻率控制,則其電阻應(yīng)比EFC(VC)輸入的輸入阻抗低至少5倍.

某些振蕩器(溫度補償晶振和OCXO)提供單獨的參考電壓輸出(VREF)端子,用于提供頻率控制電位計.該參考電壓具有低噪聲,并且其溫度穩(wěn)定性在制造期間的溫度補償過程中被考慮在內(nèi).連接方案如下所示.

電位計RC的電阻值必須選擇為不超過VREF輸出的最大允許電流消耗(通常<1mA).強烈建議在VC輸入端進行額外過濾.

6.溫度頻率穩(wěn)定性試驗

重要定義工作溫度范圍:

振蕩器保持規(guī)范的溫度范圍.工作溫度范圍:

振蕩器仍將工作的溫度范圍,但可能會超過某些參數(shù).

頻率-溫度穩(wěn)定性:

在標稱電源和負載條件下,振蕩器頻率在工作溫度范圍內(nèi)的最大偏差,不含參考,其他條件不變.

振蕩器頻率的最大偏差是指額定電源和負載條件下,其他條件不變時,工作溫度范圍內(nèi)的額定頻率.

注:對于SPXO和VCXO,有時參考溫度fref(25°C)下的頻率被用作參考,而不是fnom.

測試程序:

未通電的振蕩器應(yīng)放置在溫度室內(nèi),并連接到指定的負載.對于VCXO振蕩器,VC-TCXO和VC-OCXO,應(yīng)根據(jù)規(guī)范設(shè)置頻率控制電壓VC.必須確保VC在溫度測試期間保持恒定.然后施加規(guī)定的電源電壓.

石英晶體振蕩器應(yīng)經(jīng)受2m/s至3m/s的中等空氣循環(huán).這對于測量OCXO特別重要.如果在靜止空氣中測量,如果腔室溫度接近工作溫度范圍的上限,內(nèi)部烘箱的溫度控制可能不再正常工作.PXO和VCXO的溫度斜坡應(yīng)小于5K/min,OCXO和熱質(zhì)量較高的裝置的溫度斜坡應(yīng)小于1K/min.應(yīng)允許反應(yīng)室在適當(dāng)?shù)慕輹r間內(nèi)穩(wěn)定在規(guī)定的溫度.達到熱平衡后,輸出頻率(和振幅)的測量應(yīng)具有足夠的精度和分辨率.