解密石英諧振器的老化率
任何物品都有會(huì)有使用壽命,用久了就會(huì)開始漸漸失去效果,我們稱之為老化,石英諧振器也是一樣的,正常情況下一顆質(zhì)量好的石英晶體諧振器可以用好幾年,甚至可以超過10年,這要看如何使用。晶振的老化率單位是用±ppm表示的,常規(guī)的兩種是±3ppm,一般是32.768K晶振的老化率,MHZ的老化率也有±3ppm,但大部分都是±5ppm,很少有這兩種以外的。關(guān)于晶體的老化率,接下來會(huì)有詳細(xì)的解說,相信大家看完以后,都會(huì)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)的了解。
SMD晶體的“老化”導(dǎo)致微小的變化隨著時(shí)間的推移頻率,可能必須采取這種效果客戶在設(shè)計(jì)電路時(shí)考慮到了這一點(diǎn)取決于需要的整體規(guī)范實(shí)現(xiàn)。石英老化有兩個(gè)主要原因晶體,一個(gè)由于傳質(zhì),另一個(gè)由于強(qiáng)調(diào)。
傳質(zhì)
設(shè)備包裝內(nèi)的任何不需要的污染都可以將材料轉(zhuǎn)移到晶體或從晶體轉(zhuǎn)移引起的變化石英坯料的質(zhì)量會(huì)改變頻率該設(shè)備。例如,用于導(dǎo)電環(huán)氧樹脂安裝石英坯料可以產(chǎn)生“排氣”可以在惰性氣體中產(chǎn)生氧化物質(zhì)密封水晶包內(nèi)的氣氛等等生產(chǎn)過程必須得到很好的控制。理想情況下制造方法盡可能干凈,否定任何效果,并給出良好的老化效果。
強(qiáng)調(diào)
這可以發(fā)生在晶體的各種組件中從石英坯料的加工,固化環(huán)氧樹脂安裝膠,晶振安裝結(jié)構(gòu)以及器件中使用的金屬電極材料的類型。加熱和冷卻也會(huì)因不同而產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)展系數(shù)。通常在系統(tǒng)中壓力隨著系統(tǒng)放松而隨著時(shí)間的推移而變化,這可以引起頻率變化。
頻率調(diào)整
請(qǐng)注意,石英的老化有效地改變了晶體的頻率容差并不直接影響石英在溫度上的穩(wěn)定性這個(gè)參數(shù)很大程度上取決于所用石英的“cutangle”。如果使用石英振蕩器那具有電壓控制功能,如VCXO晶振,TCXO晶振或OCXO晶振,輸出頻率可以調(diào)整回來名義上的指定價(jià)值。
設(shè)計(jì)
工程師使用晶體或晶體設(shè)計(jì)電路振蕩器一般都知道整體穩(wěn)定性的數(shù)字他們的設(shè)備必須在特定時(shí)間段內(nèi)滿足。隨著裝置的公差和/或穩(wěn)定性降低老化變得越重要。例如使用需要一個(gè)溫度穩(wěn)定性為±1ppm的TCXO石英晶體振蕩器老化要保持相對(duì)較小的價(jià)值。但是,如果設(shè)計(jì)的總頻率移動(dòng)余量是為了例如±200ppm和額定值為±100ppm的設(shè)備然后使用少量的老化可以有效忽略。
加速老化
使用加速老化是常見的行業(yè)慣例通過預(yù)測(cè)長期頻率運(yùn)動(dòng)的過程在高溫下浸泡設(shè)備并測(cè)量相關(guān)間隔的頻率移動(dòng)。這是正常的使用被動(dòng)測(cè)試(即無動(dòng)力)測(cè)試晶體。該使用的一般規(guī)則是將石英晶體浸泡在+ 85°C下30天相當(dāng)于正常房間1年的老化溫度。如果這個(gè)測(cè)試延長了足夠的時(shí)間記錄的數(shù)據(jù)可以圖形化繪制以啟用via推斷,預(yù)測(cè)未來的長期老齡化。
在實(shí)踐中老齡化
在查看石英水晶振動(dòng)子老化測(cè)試結(jié)果的示例時(shí),可以看出,頻率的變化通常是第一年最大,隨著時(shí)間消逝。它必須但請(qǐng)注意,例如,如果指定了設(shè)備最高每年±5ppm;它并不跟隨衰老5年后將是±5ppm×5yrs,即±25ppm。在實(shí)踐中,例如±5ppm老化裝置可能僅為±1ppm至操作第1年±2ppm,然后減少隨后的幾年。通常使用一般的“指南”來保證10年內(nèi)最大±10ppm的晶體老化雖然實(shí)際上它通常比這少得多。它是無法預(yù)測(cè)設(shè)備的確切老化同時(shí)制造的零件和同一批零件石英將表現(xiàn)出略微不同的老化特性。
生產(chǎn)過程必須從一部分到一致部分,來自石英坯料的制造,電極尺寸及其位置,用于安裝的環(huán)氧樹脂石英及其固化熱曲線,都有輕微的影響在頻率上。設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)面或正面老化取決于內(nèi)部原因,雖然部分來自一批傾向于遵循類似的結(jié)果。一般來說超過90%的零件制造老化效果為負(fù)。
晶振的老化率是頻率元件產(chǎn)品比較重要的一項(xiàng)參數(shù),不正當(dāng)使用或長期擺放都有可能會(huì)影響老化率的變化,因此要遵守相關(guān)的注意事項(xiàng)和儲(chǔ)存條件,只要品質(zhì)過關(guān)的石英晶振,使用年限都不會(huì)短,因此廣大新老用戶購買石英水晶組件時(shí),請(qǐng)一定要選購正品,才有保障產(chǎn)品的使用效果。
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