晶振的主要全参数及其对电路的影响.docx

1、晶振的主要全参数及其对电路的影响晶振的测试报告CrystalFirst FailureFLRRDLD2RLD2SPDBC0C0/C1C1LppmOhmsOhmsOhmsdBpFfFmHHigh Limit20.080.08.080.0-2.07.0 Low Limit-20.01.01PASS3.45 50.57 2.24 54.39 -4.663.83 3,744.84 1.02 10.75 2PASS-5.8432.05 4.18 36.30 -6.963.86 4,113.29 0.94 11.70 3Fail DLD2 High0.44 73.86 27.81 108.17 -3.59

2、3.74 3,613.27 1.03 10.63 4Fail SPDB High-8.9733.67 2.06 37.55 -0.443.92 5,538.01 0.71 15.54 5PASS-1.2740.11 1.65 42.75 -7.863.89 3,955.09 0.98 11.17 6PASS-6.7430.12 4.38 34.23 -9.583.81 3,608.85 1.06 10.42 7PASS-3.5241.97 1.52 42.86 -6.953.85 4,670.19 0.82 13.35 8PASS1.13 38.34 2.07 40.46 -4.153.88

3、5,017.95 0.77 14.23 9PASS-7.0121.31 0.73 21.80 -9.893.83 3,018.17 1.27 8.67 10Fail DLD2 High-3.6224.75 52.36 78.55 -10.303.86 2,943.39 1.31 8.37 晶振的等效电器模型C0 ，是指以水晶为介质，由两个电极形成的电容。也称为石英谐振器的并联电容，它相当于以石英片为介质、以两电极为极板的平板电容器的电容量和支架电容、引线电容的总和。几几十pF。 R1 等效石英片产生机械形变时材料的能耗；几百欧C1 反映其材料的刚性,10(-3) 10(-4)pFL1 大体反映

4、石英片的质量.mHH晶振各种参数晶振的一些参数并不是固定的大部分是会随温度、频率、负载电容、激励功率变化的RR 谐振电阻 越小越好 影响：过大造成不易起振、电路不稳定 阻抗 RR 越小越容易起振，反之若 ESR 值較高則較不易起振。所以好的 Crystal 設計應在 ESR 與 Co 值間取得平衡。C1 动态电容L1 动态电感C0 静电容 影响：不能太高，否則易产生较大的副波，影响频率稳定性LRC影响： LRC电路的Q值等于 (L/C)0.5 /R 因为而L较大，C与R很小，石英晶振的Q值可达几万到几百万。Q值越大位于晶振的感性区间，电抗曲线陡峭，稳频性能极好。FL 特定负载电容以及激励功率下

5、频偏 越小越好DLD2 不同驱动功率下：阻抗最大-阻抗最小 越小越好 影响：导致时振时不振，造成睡眠晶体 制造污染不良DLD2（Drive Level Dependency 2） ：在不同的功率驅動 Crystal 時，所得之最大阻抗與最小阻抗之差。DLD2越小越好，當 Crystal 製程受污染時，則DLD2值會偏高，導致時振與時不振現象，即 （”Crystal Sleeping”）。好的 Crystal 不因驅動功率變化，而產生較高的阻抗差異，造成品質異常。目前，許多水晶製造礙於製程管理控制及良率不佳，並不主動提供此重要指標參數給客戶。备注：测出来很好不代表此参数很好，因为是取点法测试的。

6、RLD2 不同驱动功率下：阻抗最大 与DLD关系紧密 在指定的变化功率围所量测到的最大阻抗 Drive Level Dependency (maximum resistance RR).FDLD2 不同驱动功率下：F最大-F最小 越小越好 制造污染不良 影响：导致时振时不振，造成睡眠晶体 在不同的功率驅動 Crystal 時，所得之最大頻率與最小頻率之差，稱為 FLD2。FLD2 越小越好。當 Crystal 製程受污染，則 FLD2 值會偏高，導致時振與時不振現像，即Crystal Sleeping。好的 Crystal 不因驅動功率變化，而產生較高的頻率差異，造成品質異常。目前，許多水晶製

7、造礙於製程管理控制及良率不佳，並不主動提供此重要指標參數給客戶。SPDB 寄生信号强度与主信号强度比值 影响：如果太大了就有可能造成直接启机频偏，并且修改负载电容不能改善。或者烤机之后温度变化之后频偏，冷却或者重启又正常了。 绝对值越大越好 制造污染不良 这个参数名字可以理解为 SP DB 其具体含义如下听我细细道来SPDB（Difference in dB between Amplitude of FR and Highest Spur）：Spurious 以 dB 為單位時，SPDB 的絕對值越大越好。-3dB 為最低的要求，以避免振盪出不想要的副波（Spur）頻率，造成系統頻率不正確。

8、“下图显示了石英谐振器的模态谱，包括基模，三阶泛音，5阶泛音和一些乱真信号响应，即寄生模。在振荡器应用上，振荡器总是选择最强的模式工作。一些干扰模式有急剧升降的频率温度特性。有时候，当温度发生改变，在一定温度下，寄生模的频率与振荡频率一致，这导致了“活动性下降”。在活动性下降时，寄生模的激励引起谐振器的额外能量的消耗，导致Q值的减小，等效串联电阻增大及振荡器频率的改变。当阻抗增加到相当大的时候，振荡器就会停止，即振荡器失效。当温度改变远离活动性下降的温度时，振荡器又会重新工作。寄生模能有适当的设计和封装方法控制。不断修正电极与晶片的尺寸关系（即应用能陷原则），并保持晶片主平面平行，这样就能把寄

9、生模最小化”上面这段话看了是不是有点晕，说实话我也有点晕。但是从上面我们可以总结出如下几个结论：1.泛音晶振石英谐振器的模态谱，包括基模，三阶泛音，5阶泛音和一些乱真信号响应，即寄生模。 寄生模的存在。2.在振荡器应用上，振荡器总是选择最强的模式工作。一些干扰模式有急剧升降的频率温度特性。寄生模会随温度频率变化，并且影响振荡。3.寄生模的缺陷是由于晶振的制造工艺造成。下来就很明确了，SPDB是一个衡量主频强度与寄生模强度差值的量（主频幅度/寄生频率取对数吧）。这个值越小越好，代表寄生模越小。TS 负载电容变化对频率的影响率 影响频偏对负载电容变化敏感造成电路不稳定 越小越好TS（Trim Sensitivity of Load Measurement）：負載電容變化時，對晶體頻率變化量的影響，單位為 ppm / pF。 影响：此值過大時，很容易在不同的負載電容作用下，產生極大的頻率飄移。温度频差 制造工艺不合格会使曲线严重偏离超出图二阴影部分 影响：频率随温度变化不同切割角度对曲线的影响石英晶体结构实例问题：进入杂质或者有银屑、镀银偏了、镀银部裂痕微调银镀偏灰尘、银屑、晶片缺角