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松季电子:温漂是影响石英晶体频率精度的重要因素之一

浏览次数: 日期:2013年9月29日 10:18

  温漂是石英晶体的重要特性之一,也是影响石英晶体频率精度的重要因素之一。松季电子提到所有的石英晶体材料做成的频率器件,均有一定的温漂。而温度补偿,成为弥补石英晶体温漂的重要手段。

  温补钟振(TCXO),恒温钟振(OCXO),都是针对晶体的频率温度特性做相应的补偿,频率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb(1ppb=10-3ppm),甚至更高。但是,市面上针对KHZ级别的温补钟振少之又少,其原因,我们可以从晶体的切型方面分析。石英晶片的切型大致可以分为AT切、BT切、CT切、DT切等,不同的切型,所对应的频率温度曲线不一样。今天松季电子为大家详细分析一下AT切型。

  MHZ随着工作温度偏离常温25℃越远,温漂也随之变大,-10℃~60℃其温漂达到将近50ppm,如按工业级-40℃~85℃计算,温漂高达151ppm,难以适应工业级工作温度范围的电子产品,对其进行温度补偿也较为困难,因此,市面上针对32.768KHZ的TCXO很少,且价格极为昂贵。

  1、AT切晶体频率温度曲线为三次曲线,呈躺着的“S”型曲线,随着温度的变化,温漂呈“S”型轨迹变化,大致在-10℃和+60℃时,有两个“拐点”,即温漂又会反方向拐回来。因此,只要控制好晶片的切角在一定的公差范围内,那么保证两个拐点温漂在-40℃~85℃时不超过±30ppm并不是一件难事。

  2、然而,AT切晶体只针对MHZ频率的晶体,那么,又该如何转换成32.768KHZ频率?松季电子介绍钟振32.768KHZ通过分频方式,便可以实现。如采用AT切16.777216MHZ晶体,通过512分频,那么就可以得到想要的32.768KHZ频率。

  钟振实现对频率的分频并不困难,都集成在振荡IC内部。因此,使用AT切MHZ分频实现的32.768KHZ钟振,在频率温度特性上,有很大的改良,在没有进行温度补偿的时候,-40℃~85℃条件下,温度频差保持在±30ppm甚至±20ppm都是可以实现的。

  3、最后,不得不指出,采用MHZ分频做出的32.768KHZ在功耗上面会略比使用KHZ最为振荡源的功耗会略大,一般工作输入电流<0.5mA (3V),静态消耗电流<10μA,功耗从实际测试上看,还是比较小的。因此,对32.768KHZ频率有特定的温度频差要求的产品,不妨可以考虑一下钟振32.768KHZ。

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