低温环境下晶振性能不稳定如何解决?

低温环境下晶振性能不稳定如何解决?

涉及到晶振的工作温度,那就需要注意晶振两个参数指标:温度频差及工作温度。

制造的耐低温晶振可选参数如下:

晶振工作温度:

  • -20°C
  • -30°C
  • -40°C

晶振温度频差:

  • ±10PPM
  • ±20PPM
  • ±30PPM

晶振在更低温下保持性能稳定一直是晶振领域研发之难题,主要原因之一是由石英晶体本身具备温度曲线物理特性所致。另外,温度越低,晶振内部“结露”的可能性越高。即使晶振内部已经抽真空及添加氮气处理,但随着温度降低,如-40℃,晶振内部残留的微量空气所含有的水分会增加凝结成露的可能性(注:晶振内部无法做到100%真空),这些貌似微不足道的细小水滴一旦附着于石英晶片表面,会直接影响其正常的高频振荡,导致频率偏差加大。严重时,超出芯片对时钟信号的捕捉范围,其结果将表现为设备功能性失效。

近些年来,研发团队一直致力于耐低温晶振的研发。在这个过程中,我们发现通过针对石英晶片切型及生产工艺的不断优化,这些特制晶振性能在低温环境下(-20°C ~-40°C),频差可控制在±10PPM~±30PPM以内。

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