SUNTSU松圖晶振SXT22410AA07-24.000M應(yīng)用筆記

一，晶體和振蕩器處理程序

1.機(jī)械沖擊:
由于水晶坯的易碎性，搬運(yùn)時(shí)應(yīng)格外小心石英晶體和石英晶體振蕩器。設(shè)備不應(yīng)掉落在堅(jiān)硬的表面上，如地板和臺(tái)面。使用橡膠地板墊可以大大降低損壞的風(fēng)險(xiǎn)。單元掉落會(huì)導(dǎo)致多種故障模式，包括損壞晶體、斷開的互連、損壞的封裝和斷開的玻璃密封。
2.振蕩器插入技術(shù):
將振蕩器放入電路板時(shí)應(yīng)特別注意。觀察正確的引腳方向很重要。測(cè)試表明，將裝置反向插入（極性相反）或施加超過+7.0伏DC的高電壓都會(huì)導(dǎo)致故障。HCMOS器件更容易受到這種類型的損壞。如果需要進(jìn)貨檢驗(yàn)，我們建議使用零插入力（ZIF）插座，以消除引線損壞、玻璃與金屬密封界面退化或電鍍變形的可能性。應(yīng)通過外殼而不是導(dǎo)線來搬運(yùn)裝置。
3.靜電放電（ESD）:
晶體振蕩器裝置應(yīng)始終受到保護(hù)，免受ESD損害。應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，以避免在搬運(yùn)和安裝過程中暴露于ESD。貼片晶振部件應(yīng)在靜電防護(hù)工作站進(jìn)行處理。應(yīng)采取預(yù)防措施，通過導(dǎo)電地板、導(dǎo)電桌墊和導(dǎo)電腕帶消除和防止靜電積聚或通過接地金屬托盤、導(dǎo)電容器和人員充電。
4.其他指南：
a）裝置應(yīng)儲(chǔ)存在干燥的環(huán)境中。
b）在準(zhǔn)備安裝到板上之前，設(shè)備應(yīng)保持在包裝中。
c）無論何時(shí)都應(yīng)佩戴手指套振蕩器或者晶體都要處理。
d）當(dāng)不在制造商包裝中時(shí)，裝置應(yīng)將其引線放置在泡沫中或單獨(dú)的托盤中
層，向上引導(dǎo)。
e）如果有必要進(jìn)行預(yù)安裝引線成型或切割，隨后應(yīng)進(jìn)行總泄漏測(cè)試，執(zhí)行以確保包裝完整性。

二，抖動(dòng)注釋

1.時(shí)鐘抖動(dòng):
時(shí)鐘抖動(dòng)定義為時(shí)鐘輸出躍遷與其理想位置的偏差。在特定電壓水平下測(cè)量時(shí)，偏差可能超前或滯后于理想位置，因此抖動(dòng)通常被指定為以皮秒為單位的絕對(duì)值。
對(duì)于晶體控制振蕩器，抖動(dòng)與隨機(jī)噪聲有關(guān)，并且總是均勻分布的，即該范圍內(nèi)的任何周期寬度偏差都是同等可能的。換句話說，抖動(dòng)呈高斯分布。
為了達(dá)到額定值，在示波器上進(jìn)行測(cè)量，記錄該高斯分布寬度的直方圖，并將其稱為峰峰值抖動(dòng)。直方圖應(yīng)由至少1000個(gè)波形周期的測(cè)量值組成。
千兆以太網(wǎng)、光纖通道和SONET/SDH約定以單位間隔（UI）或RMS為單位指定總系統(tǒng)抖動(dòng)。要獲得均方根抖動(dòng)值，只需將峰峰值除以6。
請(qǐng)注意，測(cè)得的抖動(dòng)值實(shí)際上是石英晶體振蕩器抖動(dòng)加上用于測(cè)量的設(shè)備固有抖動(dòng)之和。對(duì)于DSO（數(shù)字存儲(chǔ)示波器）而言，這種貢獻(xiàn)是由幾種來源造成的，包括觸發(fā)抖動(dòng)、時(shí)基穩(wěn)定性和延遲抖動(dòng)。進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通過設(shè)置為零延遲、使用從被測(cè)振蕩器本身獲得的觸發(fā)信號(hào)（因?yàn)樗哂凶罡叩男旁氡龋┮约白畲蠡瘻y(cè)量波形動(dòng)態(tài)范圍（設(shè)置為滿量程范圍伏/格設(shè)置），盡可能降低示波器的影響。
由于示波器或任何其他測(cè)量?jī)x器的抖動(dòng)源通常與被測(cè)設(shè)備的抖動(dòng)源無關(guān)，因此通常可以使用正交減法從測(cè)量數(shù)據(jù)中減去這些抖動(dòng)源：tDUT =（t meas–t instr）
其中:
tDUT–被測(cè)設(shè)備的抖動(dòng)
tmeas–總測(cè)量抖動(dòng)
tinstr–儀器引起的抖動(dòng)
在Suntsu Frequency Control，Inc .數(shù)據(jù)表中公布的數(shù)值中，沒有進(jìn)行減法運(yùn)算。大多數(shù)用戶不知道測(cè)試設(shè)備之間的關(guān)系，因此我們將儀器抖動(dòng)保留在數(shù)字中，因?yàn)樗鼈兒芸赡芤矔?huì)存在
2.周期到周期和周期抖動(dòng):
周期間抖動(dòng)定義為兩個(gè)相鄰周期之間的偏差。這個(gè)抖動(dòng)視點(diǎn)的目的是檢測(cè)所謂的大位移故障。測(cè)量技術(shù)需要相鄰周期捕捉（因此稱為周期到周期），因此必須獲得兩個(gè)以上的連續(xù)邊沿才能進(jìn)行測(cè)量。
周期抖動(dòng)是對(duì)非相鄰周期總體的一種測(cè)量，它是根據(jù)樣本內(nèi)的最大差值得出的。該樣本取決于特定設(shè)備（使用的示波器）的特定采樣率和能力，因此如果測(cè)量條件未知或測(cè)量者之間不相似，則該樣本可能會(huì)有很大的變化。周期抖動(dòng)對(duì)于檢測(cè)短周期故障至關(guān)重要，短周期故障在給定應(yīng)用中是一種真實(shí)且難以捉摸的故障機(jī)制。

三，控制操作模式和第三泛音電路
在某些方面振蕩器應(yīng)用，比其他人更有必要控制操作模式。這些工作模式可能是不受歡迎的，如諧波、諧振和雜散模式，也可能是標(biāo)準(zhǔn)模式，如基頻、第三泛音、第五泛音等。
在幾百kHz范圍內(nèi)，非期望模式的頻率通常高于期望模式。當(dāng)使用可提拉石英晶振時(shí)，有必要在毛坯表面沉積大電極，以提供提拉能力。這是提高雜散的常見原因，可能導(dǎo)致晶振在雜散模式下振蕩。不期望的模式通常用電阻或頻率帶寬上不期望模式的電阻與期望模式的電阻之比來表示。期望模式和非期望模式之間3dB的間隔通常足以避免在寄生模式下工作。
下面列出了控制三次泛音電路中基本模式的兩種方法:
無電感三次泛音電路（圖A）類似于基本模式電路，只是反饋電阻值應(yīng)比正常值小得多，通常該值在2kW至6kW之間波動(dòng)。由于電阻值的原因，在基頻下電感導(dǎo)納的分量大于負(fù)載電容的導(dǎo)納，從而防止振蕩。同時(shí)，泛音處的電感導(dǎo)納小于負(fù)載電容的導(dǎo)納，因此能夠在第三泛音處振蕩。

調(diào)諧槽L/C泛音電路（圖B）需要一個(gè)額外的電感和電容來選擇三次泛音模式，同時(shí)抑制或拒絕基音模式。您需要選擇電感和電容值來滿足以下3個(gè)條件：
1.Lc/Cc部分在低于基頻的頻率下形成串聯(lián)諧振電路，這使得電路在基頻下看起來具有電感性。這種情況不利于基模振蕩。
2.Lc/Cc和C2元件構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)諧振電路，其頻率大約在基頻和三次泛音頻率的中間。這種情況使電路在第三泛音頻率下呈容性，并有利于在第三泛音模式下振蕩。
3.將Lc儲(chǔ)能電路置于逆變器輸出端是理想的選擇，因?yàn)樗兄谠谛盘?hào)通過晶體之前清除所有不需要的模式。

四，晶體負(fù)載電容
指定負(fù)載電容時(shí)最常見的錯(cuò)誤是誤認(rèn)為電容值與晶振負(fù)載電容相同，這是不準(zhǔn)確的。
放置在晶體兩側(cè)并接地的電容在閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)中提供適當(dāng)?shù)南嘁啤＿@導(dǎo)致柵極輸入與柵極輸出同相。持續(xù)振蕩的必要條件。
困難在于C雜散的值取決于應(yīng)用。其他重要因素包括電路走線布局、微處理器（或其他數(shù)字器件）的引腳間電容以及振蕩器輸入引腳與晶振之間的距離。PCB材料和石英晶體接地也應(yīng)是一個(gè)考慮因素。測(cè)量雜散電容也極其困難，因?yàn)闇y(cè)量設(shè)備往往會(huì)淹沒這些小電容值。一般來說，讓客戶嘗試具有標(biāo)準(zhǔn)Cl的晶體更容易，然后調(diào)整值以校正頻率。
c雜散通常在2pF至8pF范圍內(nèi)。如果客戶不確定要指定什么負(fù)載電容，可以使用C1、C2的值并假設(shè)5pF的C雜散來求解以下公式。因此，如果客戶使用一對(duì)29pF電容，可以參考以下電路進(jìn)行計(jì)算:

五，晶體等效電路
石英晶體的等效電路如下：

等效電路由L1（動(dòng)生電感）和C0（并聯(lián)電容）組成。所有參數(shù)都可以通過設(shè)計(jì)定制，但都是綁定在一起的，因此一個(gè)參數(shù)的變化會(huì)改變其他參數(shù)。
L1:線圈的動(dòng)電感透明的由運(yùn)動(dòng)中的（石英的）機(jī)械質(zhì)量決定。較低的頻率（較厚和較大的石英晶片）往往在幾亨利下運(yùn)行，而較高的頻率（較薄和較小的石英晶片）往往在幾毫亨利下運(yùn)行。
L1和C1通過湯姆森公式聯(lián)系在一起：L1=1/（42fC1）
如有必要，最好讓客戶指定。那么L1將遵循上述公式。
C1:運(yùn)動(dòng)電容透明的由石英的硬度（不變）、晶體表面的金屬化面積（電極尺寸）以及晶片的厚度和形狀決定。在較低頻率下，晶片必須成形（仿形或斜面）以提高器件的性能。C1為基本面做出了貢獻(xiàn)晶體范圍約為005pF至0.030 pf .一般來說，如果泛音采用基頻設(shè)計(jì)，C1將除以泛音的平方（即三次泛音為基頻的1/9）。CO:a的分流電容透明的部分是由于晶片的厚度。這是不振動(dòng)時(shí)測(cè)得的電容。這是從1- 7pF測(cè)得的電容范圍。由于與振蕩器電路的兼容性，它不是典型的。