为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?

在晶振量产制造中,晶振自身产生的标准内的频率偏差是正常的。而在晶振实际应用中,也同样会出现频率偏差现象。晶振生产厂家能做到的是尽量将晶振偏差控制到最小。一般晶振频率偏差范围为±10ppm ~ ±30ppm。

晶振精度的重要性

为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?频率稳定性:晶振的精度体现在其频率稳定性上。频率稳定性直接影响设备的性能,如无线通信设备的信号质量,视频设备的画面流畅度等。晶振的精度越高,频率稳定性越好,对设备性能的影响也就越小。

为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?可靠性:晶振的精度是衡量其性能的重要指标,也是保证设备可靠性的重要因素。高精度的晶振能够提供更稳定、更精确的时间信号,从而提高设备的整体可靠性。

为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?成本控制:对于一些需要高精度时间的设备,使用高精度晶振可以降低对其他时间源的需求,从而降低设备成本。

晶振在实际电路应用中,发生频率频差较大的现象主要是受到外围电路影响,这主要体现在无源晶振的使用中。如,一颗精度为±10ppm的无源晶振,在与之不匹配的外接电容与过多杂散电容的合力干扰下,晶振可能频率偏差到±30ppm之外,甚至出现起振慢或芯片(假如芯片对晶振频率精度要求为±50ppm)无法捕捉到晶振频率,让我们误以为晶振停振,并错误的下结论晶振本身不良。

为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?

在选择晶振产品时,我们首要的需要注意我们需要的晶振精度是多少,原则是高精度晶振可取代低精度晶振,而不可反其道而行。另外,搞清楚无源晶振的负载电容与外接电容是两码事,即晶振的负载电容是晶振本身的一个电气参数,而外接电容则是需要涵盖杂散电容并通过计算公式得出的一个数值。 比如,若晶振32.768KHz的负载电容为12.5PF,其外接电容可能在15PF~18PF之间。再比如,若晶振24MHZ的负载电容为20PF,其外接电容可能为27PF~33PF左右比较合适。这些都是理论上得出的数据,晶振在实际应用中是否正常工作,还是要基于电路板通电后,该晶振实际输出频率为准,然后针对外接电容大小进行微调。其原理是,外接电容加大,晶振输出频率会降低,反之,若外接电容减小,晶振的输出频率为升高。 需要指出的是,外接电容的调节仅是对晶振输出频率进行一个微调作用。若晶振实际输出频率偏差非常大,就要考虑选择更高精度的晶振了。

为何晶振会在实际应用中会出现频率偏差现象?

另外一点,晶振的核心材料为石英晶片,该材质具有自身温度特性,即晶振的工作温度环境变化也会影响到晶振的输出频率的精确度,即晶振的稳定性会受到影响。因此建议在晶振采购时,先确定晶振是否会在高低温下工作。如果晶振需要再低温或高温条件下保持稳定频率输出,请选择宽温晶振。普通晶振无法满足高低温的特殊要求。

最后一点, 为了晶振能够稳定工作,还需要确保电源电路的稳定性。

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