Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
來源：http://www.benpai.com.cn 作者：金洛鑫電子 2020年05月18
Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
如何正確的測試石英晶體振蕩器電路已經(jīng)是老生常談的問題了,關(guān)于這個模塊我們也探討過許多次,在金洛鑫電子之前很多文章中都有提到過,感興趣的可以去看一下.雖然有深入的了解過振蕩器電路測試,但是哪一項是最重要的測試程序你知道嗎?我想這個問題應(yīng)該許多人都回答不上來,但是沒關(guān)系,Jauch晶振公司可以告訴你.
許多工程師在設(shè)計振蕩器電路時并沒有在石英晶體上花費太多精力.對于他們來說,這是一個仍然可以正常工作的標(biāo)準(zhǔn)功能.實際上,這并不是那么簡單.振蕩器電路設(shè)置了應(yīng)用的心跳,并且需要在石英晶體及其其他組件之間進行仔細匹配.否則,產(chǎn)生的頻率的準(zhǔn)確性會受到影響,甚至在現(xiàn)場應(yīng)用可能會失敗.
Jauch希望為客戶避免此類問題.因此,我們對客戶的振蕩器電路進行了詳細分析,目的是使晶體和電路之間達到最佳匹配.在所謂的”OSF測試”過程中,將檢查以下三個參數(shù):
1)頻率精度
2)振蕩安全系數(shù)(OSF)
3)驅(qū)動器級別
頻率精度:
振蕩器電路的主要任務(wù)是在整個應(yīng)用周期內(nèi)和所有環(huán)境條件下產(chǎn)生穩(wěn)定且準(zhǔn)確的頻率.為此,振蕩器電路的總負載電容(CL)必須盡可能接近晶體的標(biāo)稱負載電容(nominal CL)或與之理想匹配.因此,電路分析的第一步是確定石英晶體在其兩個端子處看到的總負載電容(CL).由于與電路的任何直接接觸都會使測量結(jié)果失真,因此,可以使用放置在電路上方一小段距離的近場探頭,在不接觸的情況下進行測量.
然后將晶體從電路中焊接出來,并用Crystal Network Analyzer在標(biāo)稱CL下進行測量.總CL與晶體標(biāo)稱CL的偏差越大,頻率偏差就越大.但是,通過檢查分析儀中的晶振,可以確定需要進行哪些校正才能提高電路的頻率精度.
振蕩安全系數(shù)(OSF):
在第二步驟中,檢查振蕩器電路的振蕩安全性.該術(shù)語描述了電路在所有可能的環(huán)境條件下快速可靠地啟動的能力.因此,分析著重于電路內(nèi)的電子電阻.如圖1所示,電路中與石英串聯(lián)了一個新的附加電阻(RPot).然后逐步增加RPot的電阻,直到振蕩停止.這種方法模擬了”最壞情況的石英”,并揭示了特定振蕩器電路中石英的最大允許阻抗.
圖1:典型的振蕩電路(皮爾斯配置),帶有一個額外的電阻來計算OSF
以此方式確定的最大阻抗與晶體的ESR,max之比最終導(dǎo)致振蕩安全系數(shù)(OSF).
對于MHz晶體(AT-Cut),對于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用來說,大于5的OSF被認為是足夠的.對于與安全相關(guān)的應(yīng)用,例如在汽車領(lǐng)域或醫(yī)療技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用,通常需要OSF大于10.
對于32.768K晶體,由于這些電路的設(shè)計功耗極低,因此必須已經(jīng)將OSF值定為3至5,大于5則定為非常好.
驅(qū)動等級:
為了防止石英過載,確定作用在石英上的功率.為此,第一步是使用HF電流鉗(圖2)測量流過石英的電流強度.根據(jù)該測量結(jié)果和已經(jīng)確定的電路參數(shù)來計算石英的“驅(qū)動電平”.驅(qū)動級別不得超過石英數(shù)據(jù)表中指定的最大值.
圖2:為了計算驅(qū)動電平,需要測量流過石英晶體的電流.
超過最大驅(qū)動電平可能會導(dǎo)致頻率偏差,或者在最壞的情況下甚至?xí)?dǎo)致石英故障.
調(diào)整振蕩器電路:
通過所有三個測試均令人滿意的有源晶振電路可以很好地集成到預(yù)期的應(yīng)用中.但是,如果測試發(fā)現(xiàn)缺陷,則必須對電路進行調(diào)整.例如,如果有與頻率精度,在電路中的負載電容的變化可以減少電路C之間的差的問題大號和標(biāo)稱Ç大號石英晶體,從而提高頻率精度.有時也有必要用另一種類型替換原來安裝的晶體.
電路的任何更改都意味著必須再次執(zhí)行此處列出的所有測試.這使得尋找石英與電路之間的完美匹配成為一項費時的工作.由于組件的尺寸很小,因此許多工作都是在顯微鏡下完成的.在完成OSF測試后,Jauch為客戶提供了詳細的測試報告.該報告包含所有重要的測量值,并且,如果需要,還包含有關(guān)調(diào)整電路的明確建議.這樣,通常在開始批量生產(chǎn)之前就可以發(fā)現(xiàn)并避免任何問題.
最后和大家說一句,這兩年Jauch Quartz France公司在國內(nèi)市場,積累了越來越多的用戶,以及提供其石英晶體和石英晶體振蕩器的供應(yīng)商,深圳市金洛鑫電子就是其中之一.并且從去年開始,Jauch晶振品牌就已經(jīng)正式在我司官網(wǎng)上線,并推出相關(guān)的產(chǎn)品,有需要了解和產(chǎn)品資料的,可以聯(lián)系0755-27837162,或者登錄官網(wǎng)http://www.quartzcrystal.cn/查看,隨時歡迎您!
Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
如何正確的測試石英晶體振蕩器電路已經(jīng)是老生常談的問題了,關(guān)于這個模塊我們也探討過許多次,在金洛鑫電子之前很多文章中都有提到過,感興趣的可以去看一下.雖然有深入的了解過振蕩器電路測試,但是哪一項是最重要的測試程序你知道嗎?我想這個問題應(yīng)該許多人都回答不上來,但是沒關(guān)系,Jauch晶振公司可以告訴你.
許多工程師在設(shè)計振蕩器電路時并沒有在石英晶體上花費太多精力.對于他們來說,這是一個仍然可以正常工作的標(biāo)準(zhǔn)功能.實際上,這并不是那么簡單.振蕩器電路設(shè)置了應(yīng)用的心跳,并且需要在石英晶體及其其他組件之間進行仔細匹配.否則,產(chǎn)生的頻率的準(zhǔn)確性會受到影響,甚至在現(xiàn)場應(yīng)用可能會失敗.
Jauch希望為客戶避免此類問題.因此,我們對客戶的振蕩器電路進行了詳細分析,目的是使晶體和電路之間達到最佳匹配.在所謂的”OSF測試”過程中,將檢查以下三個參數(shù):
1)頻率精度
2)振蕩安全系數(shù)(OSF)
3)驅(qū)動器級別
頻率精度:
振蕩器電路的主要任務(wù)是在整個應(yīng)用周期內(nèi)和所有環(huán)境條件下產(chǎn)生穩(wěn)定且準(zhǔn)確的頻率.為此,振蕩器電路的總負載電容(CL)必須盡可能接近晶體的標(biāo)稱負載電容(nominal CL)或與之理想匹配.因此,電路分析的第一步是確定石英晶體在其兩個端子處看到的總負載電容(CL).由于與電路的任何直接接觸都會使測量結(jié)果失真,因此,可以使用放置在電路上方一小段距離的近場探頭,在不接觸的情況下進行測量.
然后將晶體從電路中焊接出來,并用Crystal Network Analyzer在標(biāo)稱CL下進行測量.總CL與晶體標(biāo)稱CL的偏差越大,頻率偏差就越大.但是,通過檢查分析儀中的晶振,可以確定需要進行哪些校正才能提高電路的頻率精度.
振蕩安全系數(shù)(OSF):
在第二步驟中,檢查振蕩器電路的振蕩安全性.該術(shù)語描述了電路在所有可能的環(huán)境條件下快速可靠地啟動的能力.因此,分析著重于電路內(nèi)的電子電阻.如圖1所示,電路中與石英串聯(lián)了一個新的附加電阻(RPot).然后逐步增加RPot的電阻,直到振蕩停止.這種方法模擬了”最壞情況的石英”,并揭示了特定振蕩器電路中石英的最大允許阻抗.
圖1:典型的振蕩電路(皮爾斯配置),帶有一個額外的電阻來計算OSF
對于MHz晶體(AT-Cut),對于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用來說,大于5的OSF被認為是足夠的.對于與安全相關(guān)的應(yīng)用,例如在汽車領(lǐng)域或醫(yī)療技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用,通常需要OSF大于10.
對于32.768K晶體,由于這些電路的設(shè)計功耗極低,因此必須已經(jīng)將OSF值定為3至5,大于5則定為非常好.
驅(qū)動等級:
為了防止石英過載,確定作用在石英上的功率.為此,第一步是使用HF電流鉗(圖2)測量流過石英的電流強度.根據(jù)該測量結(jié)果和已經(jīng)確定的電路參數(shù)來計算石英的“驅(qū)動電平”.驅(qū)動級別不得超過石英數(shù)據(jù)表中指定的最大值.
圖2:為了計算驅(qū)動電平,需要測量流過石英晶體的電流.
調(diào)整振蕩器電路:
通過所有三個測試均令人滿意的有源晶振電路可以很好地集成到預(yù)期的應(yīng)用中.但是,如果測試發(fā)現(xiàn)缺陷,則必須對電路進行調(diào)整.例如,如果有與頻率精度,在電路中的負載電容的變化可以減少電路C之間的差的問題大號和標(biāo)稱Ç大號石英晶體,從而提高頻率精度.有時也有必要用另一種類型替換原來安裝的晶體.
電路的任何更改都意味著必須再次執(zhí)行此處列出的所有測試.這使得尋找石英與電路之間的完美匹配成為一項費時的工作.由于組件的尺寸很小,因此許多工作都是在顯微鏡下完成的.在完成OSF測試后,Jauch為客戶提供了詳細的測試報告.該報告包含所有重要的測量值,并且,如果需要,還包含有關(guān)調(diào)整電路的明確建議.這樣,通常在開始批量生產(chǎn)之前就可以發(fā)現(xiàn)并避免任何問題.
最后和大家說一句,這兩年Jauch Quartz France公司在國內(nèi)市場,積累了越來越多的用戶,以及提供其石英晶體和石英晶體振蕩器的供應(yīng)商,深圳市金洛鑫電子就是其中之一.并且從去年開始,Jauch晶振品牌就已經(jīng)正式在我司官網(wǎng)上線,并推出相關(guān)的產(chǎn)品,有需要了解和產(chǎn)品資料的,可以聯(lián)系0755-27837162,或者登錄官網(wǎng)http://www.quartzcrystal.cn/查看,隨時歡迎您!
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