1. 恒温晶振稳定时间
恒温晶振是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器,原理是内部温度控制电路对温度进行恒温控制,使内部石英谐振器的频率温度系数最小,让晶振达到最高的频率稳定度。目前,高端的恒温晶振的性能接近铷原子钟的水平。在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好,作为精密的时频信号源被广泛用于全球定位系统、通信、计量、频谱及网络分析仪等电子仪器中。
铷原子钟作为原子频标的一种,本身有着低漂移,高稳定性,抗辐射,体积小,重量轻、低功耗的特点,而且价格与铯原子频标相比要低很多。与晶体频标相比长期稳定性更好,准确度更高,可适应各种空间使用的要求。
2. 晶振温度稳定度
可以用万用表测量一下测量一下OSC_IN, OSC_OUT脚的电压,如果晶振起振,可以用直流档测到2-3V左右的电压。
如果测出的直流电压不在此范围内,说明晶振没有起振。
如何使用万用表测量晶振的好坏
判断
一个晶振电路的好坏,主要有两个衡量因素:
1)振荡波形的幅度是否满足逻辑电平的要求
2)振荡波形的频偏是否满足要求
3)可靠性(包括环境温度,老化等各种情况的稳定性)
采用示波器测试振荡波形的幅度以及频率。
如果条件允许,对于》1MHz的高频的振荡波形,需要选用高带宽、高采样率、高存储深度的示波器进行测量,比如大几万的安捷伦示波器。并且采用专门的高频探头进行测量,否则示波器的探头可能会影响振荡条件。导致频率以及幅度与实际的不符。
波形的频偏和幅度跟负载电容有很多的关系,需要根据晶振规格书要求选择合适的容值。并且用品牌厂家的电容,一般晶振的规格书中会推荐电容厂家,优先列表中选择合适的厂家。Microchip的PIC处理器还需要通过配置字设置激励强度。
我们N年前的一款产品,1MHz-4MHz推荐使用中激励模式,》4MHz推荐高激励模式,我们在使用4MHz的晶振时,配置成中激励模式,导致少数几个产品在高温条件下时,其幅度只有3Vp-p,幅度不满足要求,单片机不工作,导致了批量返工。
在全工作温度范围内(0-85度)一般石英晶体的频率精度可以达到100ppm左右,如果用这个信号做为RTC时钟的时钟源,一年累积下来,时间大概会有1个小时的误差。如果是异步时钟的通信,对时钟的频率精度也有一定的要求。比如UART通信,为了避免bit位之间的错位,时钟的频率精度在全工作温、湿度范围内至少可以通过单片机的PWM功能,将晶振产生的振荡信号通过单片机PLL功能倍频之后再分频,比如分频到1Hz的信号,通过IO口输出,通过普通的单片机测量周期,测量其频偏。可以通过另一个常温下工作的单片机自动测量周期,将待测单片机放入高低温箱中,自动长时间测量1Hz的输出信号,对测试数据进行统计分析,判断工作状况。
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3. 恒温晶振工作原理
晶振是电子电路中最常用的电子元件之一,一般用字母X、G或Z表示,单位为Hz。
恒温晶振(OCXO)、温补晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)压控温补晶振(TC-VCXO)。
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号,这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。
4. 恒温晶振常用型号
恒温晶振是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器。
原理是内部温度控制电路对温度进行恒温控制,使内部石英谐振器的频率温度系数最小,让晶振达到最高的频率稳定度。
5. 恒温晶振作用
石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。起产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的, 广泛应用于各种电子产品中。
石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中,无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种,在日本工业标准(JIS)中,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。现以SPXO为例,简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。