简单晶体振荡器(XO)这是很基本的类型,其稳定度完全由晶体谐振器本身的固有特性决定。在MHz范围内的较高频率晶体由石英棒制成,其制造方式是即使环境温度在-55℃至+125℃(-67°F至+257°F)之间变化,也可提供相对稳定的频率。即使在这么宽的温度范围内,适当切割的石英晶体也可实现±25ppm的稳定度。与诸如随温度变化可达1%(10,000ppm)或更高的LC振荡电路等其它被动谐振器相较,晶体振荡器的性能已大幅提升了。但对于某些应用来说,即使25ppm也不够好,因此必须采用额外措施。晶振的选型考量和失效分析。青海晶振电阻
MEMS技术用于超小型音叉晶体,使体积压缩至原有产品1/10音叉谐振器包括底部和从底部延伸的两个振动臂,在两个振动臂上镀有激励电极(红色部分)。该常规结构的晶片微型化后,激励电极面积将随之减小,不利于起振。MEMS技术通过对振动片进行三维立体加工形成H型槽的构造,既确保了电极的面积,又提高了电解效率。MEMS技术有效推动晶体谐振器小型化发展,光刻加工下的晶振体积缩小至18.8mm3小型音叉型晶体器件,体积为原有产品1/10以下(3)MEMS技术用于AT型晶体/AT振荡器,将尺寸公差保持在1um以内利用MEMS技术的光刻加工可以提升石英晶体芯片的一致性与稳定性,光蚀刻工艺能够将尺寸公差保持在1um以内。光刻工艺首先使用电子束真空沉积系统将石英晶片化学蚀刻至预定频率,清洁并用铬和金薄膜金属化。石英掩模和双对准器光刻生成AT条带图案,其中晶片的顶部和底部表面同时对准和曝光。然后通过随后的光掩模步骤限定晶体电极和探针焊盘案。然后对晶片进行化学金属和石英蚀刻以形成单独的AT条带。然后,使用孔掩模和薄膜金属沉积将顶部和底部安装垫连接在一起。光刻工艺完成后,晶圆包含上百个单独的超小型AT晶体谐振器。四川晶体与晶振是什么决定晶振的频率。
各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十 M 欧之间。很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振。石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围。外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定。需要注意的是:这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率。当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的。
时钟线一定要走在多层PCB板的内层。并且一定要走带状线;如果要走在外层,只能走微带线。2)走在内层能保证完整的映像平面,它可以提供一个低阻抗射频传输路径,并产生磁通量,以抵消它们的源传输线的磁通量,源和返回路径的距离越近,则消磁就越好。由于增强了消磁能力,高密PCB板的每个完整平面映像层可提供6-8dB的抑制。3)时钟布多层板的好处:有一层或者多层可以专门用于完整的电源和地平面,可以设计成好的去藕系统,减小地环路的面积,降低了差模辐射,减小了EMI,减小了信号和电源返回路径的阻抗水平,可以保持全程走线阻抗的一致性,减小了邻近走线间的串扰等。下游推动需求释放,晶振市场空间广阔。
低成本的热敏晶体可在一定程度上替代温补晶振。热敏晶体和温补晶振都是在特殊环境下使用的频率元件,可以改善其频率温度补正。热敏晶体的原理是在普通贴片晶振基础上增加一颗热敏电阻以及一颗变容二极管,利用变容二极管的容变功能与热敏的传感功能相结合,形成带有温度传感功能的热敏石英晶振。热敏晶振在工作过程中受到了温度感应时可以使晶体产品在工作过程中保持一个精细的不变的温度,使晶振产品的精度给CPU提供信号的同时又能避免因为温度的问题给晶振造成频率较大的偏差。带有温度传感的热敏晶振是温补晶振的替代品,其成本低廉、生产快捷,但精度弱于温补晶振。例如,TCXO温补晶振的频率偏差在±0.5ppm 的范围,晶振给CPU控制中心提供的信号接收到的线路导航精细偏差在3-5米范围内;而热敏晶振频率偏差为±10PPM,导航偏差约为200米。晶振产品加速升级迭代,国内市场格局生变。湖南可编程晶振
马来西亚暴雨!日本晶振大厂NDK两座厂房被淹停工。青海晶振电阻
移动终端:预计2022年国内手机厂商对晶振需求量达35.2亿颗5G带动新一波换机需求。IDC预测,2019年全球手机出货量为13.7亿部(2019年出货预计同比减少2.2%),而国内手机市场占据约30%的份额。根据中国信通院数据显示,2019年国内手机市场总体出货量为3.89亿部,同比下降6.2%。虽然目前国内手机行业已呈现饱和状态,但2020年5G商用将带动新一波换机需求,国内智能手机市场有望回暖。个手机配置的晶振数量及价值不断提升。(1)按键手机中石英晶振需2-3 颗,分别为32.768KHZ 圆柱直插晶振、49S晶振和一款5032(5.0*3.2mm)贴片晶振;(2)4G智能手机则需配置约5-6颗晶振,分别为时间显示所用的为32.768KHz晶振,蓝牙模块上16MHz贴片晶振,数据传输所用的高频圆柱直插晶振,NFC模块中使用的13.56MHz贴片晶振,以及根据手机CPU运行温度进行变更频率的26MHz 温补晶振等;(4)5G手机预计要配置6-10颗晶振,优先方案为频率为76.8MHz或者96MHz、负载电容为8-12pf的小尺寸2.0*1.6mm晶振。单个手机配置的晶振价值量不断提升。青海晶振电阻
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