longcheer confidential
1pdf 檔案使用 "pdffactory pro" 試用版本建立
晶體介紹
晶體(crystal)是自然界存在的石英材料，也可以人造石英，目前做晶振的石英基本上都是人造的。其具有的壓電效應被人們用其來做頻率基準。可以這麼說吧，它就是塊以特定方式(at或bt等)切割的水
晶。用它作振盪器時，結合具體的振盪電路(如克萊拍，考皮茲等)完成乙個完整的振盪電路的功能。那完整的振盪電路就是有源電路，而其中所用的一塊晶體就是無源晶體，有人叫無源晶振，那是不準確的。
如果把完整的帶晶體的振盪電路整合在一塊，可能再加點其它控制功能整合到一起，封裝好，引幾個腳出來，這就是你所說的有源晶振。
英文叫oscillator。而晶體則是crystal.
可以說oscillator是crystal經過深加工的產品，而crystal是原材料。
2石英晶體的壓電效應
石英晶體的壓電效應：對石英晶元施加壓力就會產生+、-電荷，反過來，對晶元施加電壓就產生晶元的機械形變，稱這一現象為晶元的壓電效應。加在晶體上的直流電壓，加了又斷，斷了又加，由於相互影響，於是就形成了固有的振盪，而且這一振盪頻率不受周圍環境的影響極小。
34石英晶體等效
模型5石英晶體諧振器（晶體）相關術語
標稱頻率：晶體技術條件中規定的頻率
工作頻率：晶體與工作電路共同產生的頻率
溫度頻差：在規定條件下，在工作溫度範圍內相對於基準溫度
（25±2℃）時工作頻率的允許偏差老化率：在規定條件下，晶體工作頻率隨時間而允許的相對變化。以
年為時間單位衡量時稱為年老化率靜電容：等效電路中與串聯臂並接的電容，也叫並電容，通常用c0表示
負載電容：與晶體一起決定負載諧振頻率fl 的有效外界電容，通常用cl 表示
負載諧振頻率（fl ）：在規定條件下，晶體與一負載電容相串聯或相併聯，其組合阻抗呈現為電阻性時的兩個頻率中的乙個頻率。在串聯負載電容時，負載諧振頻率是兩個頻率中較低的乙個，在併聯負載電容時，則是兩個頻率中較高的乙個。
動態電阻：串聯諧振頻率下的等效電阻。用r1表示
負載諧振電阻：在負載諧振頻率時呈現的等效電阻。用rl表示，rl ＝r1（1+c0/cl）2
激勵電平：晶體工作時所消耗功率的表徵值
基頻：在振動模式最低級次的振動頻率
泛音：晶體振動的機械諧波。泛音頻率與基頻頻率之比接近整數倍但不是整數倍，這是它與電氣諧波的主要區別。泛音振動有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等
激勵電平的影響：一般來講，at切晶體激勵電平的增大，其頻率變化是正的。激勵電平過高會引起非線性效應，導致可能出現寄生振
蕩；嚴重熱頻漂；過應力頻漂及電阻突變。當激勵電平過低時則會造成起振阻力不易克服、工作不良及指標的不穩定
6石英晶體振盪器（晶振）
普通晶振（pxo）：是一種沒有採取溫度補償措施的晶體振盪器，在整個溫度範圍內，晶振的頻率穩定度取決於其內部所用晶體的效能，頻率穩定度在10-5量級，一般用於普通場所作為本振源或中間訊號，是晶振中最廉價的產品
溫補晶振（tcxo）：是在晶振內部採取了對晶體頻率溫度特性進行補償，以達到在寬溫溫度範圍內滿足穩定度要求的晶體振盪器。一般模擬式溫補晶振採用熱敏補償網路。
補償後頻率穩定度在10-7~10-6量級，由於其良好的開機特性、優越的效能**比及功耗低、體積
小、環境適應性較強
壓控晶振（vcxo）：是一種可通過調整外加電壓使晶振輸出頻率隨之改變的晶體振盪器，主要用於鎖相環路或頻率微調。
恆溫晶振（ocxo）：採用精密控溫，使電路元件及晶體工作在晶體的零溫度係數點的溫度上。中精度產品頻率穩定度為10-7~10-8，高精度產品頻率穩定度在10-9量級以上。78
910晶體振盪電路設計要點
控制電阻（control resistance）,加入乙個控制電阻rd可以更好的限制晶體的電流和減少ic輸出阻抗對振盪電路的影響
手機設計，一般用到的振盪電路都是基本的振盪模式電路，晶體工作在基頻
1112
晶振生產工藝13
晶體的封裝
1415石英晶體振動模式16
1718
19溫度特性20
晶振頻率測量
需要使用有源探頭測量
輸入阻抗》100 mohm
輸入電容< 0.1 pf
測量的時候確保晶體未經過加熱操作，否則測量不准。
示波器測量只能測量大概的參考值
也可以選用頻率計測量時鐘訊號
2122
研發設計要點
布局要遠離郵票孔
23晶體失效原因——高溫溫度衝擊造成內部失效
24晶體失效原因——機械振動
bear a mechanical shock
of 5000g / 0.3ms ，強烈振
動造成內部音叉斷裂
一般來講，1.5m 高度自由
跌落晶體將會損壞晶體內
部的音叉。
而在工程上有以下因素可
能造成問題：
貼片機造成的振動
分板機造成的振動損壞
ultrasonic washing and
welding ，會引起共
振晶體失效原因——其他因素
靜電，在進行時鐘訊號測量的時候，如果測試探頭帶有強靜電，可能導致晶體損壞。
drive level，正常情況下，避免drive level大於1mw，如果大於該值後，可能導致頻率偏移；如果大於17mw後，tuning fork可能由於驅動過大而折斷。
25時鐘相關在手機中的案例
1.手機工作不正常的情況
原因1：手機在切割分板的時候由於分板機巨大的切割力導致晶振受力損壞
對策1：修改拼版方式，改變郵票孔位置，使之遠離晶振.
對策2：調整分板機的切割速度，切割速度盡可能保持在1.5萬轉／
min～3萬轉／min，一定不能大於3.5萬轉／min。
對策3：調整元件布局，將晶振放置在板內，盡量不要靠近板邊。
原因2：手機在返修線上返修的時候烙鐵加熱時間過長。
對策：培訓返修工操作方法。
2. 時鐘訊號影響到其他模組的工作
fm出現誤台現象，每次設定自動蒐台的時候總是有96mhz這個臺，但是當地該台為空台，檢查佈線後發現，tcxo19.2mhz這個訊號線走在了fm接收天線附近造成接收錯誤，從而出現誤台。
2627
有源晶振與無源晶振的原理結構及用法
有源晶振與無源晶振的使用說明 目錄一.有源晶振與無源晶振的比較 1 二.有源晶振的管腳 2 三.有源晶振內部結構 3 四.有源晶振的輸出波形 5 五.有源晶振的典型電路 5 一.有源晶振與無源晶振的比較 無源晶振 就是乙個晶體，本身不能振盪,依靠配合其他ic內部振盪電路工作。有源晶振 晶體 振盪電路...
微控制器晶振不起振原因及排除
遇到微控制器晶振不起振是常見現象，那麼引起晶振不起振的原因有哪些呢？1 pcb板佈線錯誤 2 微控制器質量有問題 3 晶振質量有問題 4 負載電容或匹配電容與晶振不匹配或者電容質量有問題 5 pcb板受潮，導致阻抗失配而不能起振 6 晶振電路的走線過長 7 晶振兩腳之間有走線 8 外圍電路的影響。解...
中國晶振市場調查及投資建議報告
2012 2016年中國晶振市場調查及投資建議報告 正文目錄 圖表目錄 石英晶體振盪器，石英諧振器簡稱為晶振，它是利用具有壓電效應的石英晶體片製成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。利用這...