解密石英諧振器的老化率

來源：金洛鑫瀏覽：- 發(fā)布日期：2018-12-26 10:06:10【大中小】

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任何物品都有會有使用壽命，用久了就會開始漸漸失去效果，我們稱之為老化，石英諧振器也是一樣的，正常情況下一顆質量好的石英晶體諧振器可以用好幾年，甚至可以超過10年，這要看如何使用。晶振的老化率單位是用±ppm表示的，常規(guī)的兩種是±3ppm，一般是32.768K晶振的老化率，MHZ的老化率也有±3ppm，但大部分都是±5ppm，很少有這兩種以外的。關于晶體的老化率，接下來會有詳細的解說，相信大家看完以后，都會有一個正確的認識和基礎的了解。

SMD晶體的“老化”導致微小的變化隨著時間的推移頻率，可能必須采取這種效果客戶在設計電路時考慮到了這一點取決于需要的整體規(guī)范實現。石英老化有兩個主要原因晶體，一個由于傳質，另一個由于強調。

傳質

設備包裝內的任何不需要的污染都可以將材料轉移到晶體或從晶體轉移引起的變化石英坯料的質量會改變頻率該設備。例如，用于導電環(huán)氧樹脂安裝石英坯料可以產生“排氣”可以在惰性氣體中產生氧化物質密封水晶包內的氣氛等等生產過程必須得到很好的控制。理想情況下制造方法盡可能干凈，否定任何效果，并給出良好的老化效果。

強調

這可以發(fā)生在晶體的各種組件中從石英坯料的加工，固化環(huán)氧樹脂安裝膠，晶振安裝結構以及器件中使用的金屬電極材料的類型。加熱和冷卻也會因不同而產生應力擴展系數。通常在系統中壓力隨著系統放松而隨著時間的推移而變化，這可以引起頻率變化。

頻率調整

請注意，石英的老化有效地改變了晶體的頻率容差并不直接影響石英在溫度上的穩(wěn)定性這個參數很大程度上取決于所用石英的“cutangle”。如果使用石英振蕩器那具有電壓控制功能，如VCXO晶振，TCXO晶振或OCXO晶振，輸出頻率可以調整回來名義上的指定價值。

設計

工程師使用晶體或晶體設計電路振蕩器一般都知道整體穩(wěn)定性的數字他們的設備必須在特定時間段內滿足。隨著裝置的公差和/或穩(wěn)定性降低老化變得越重要。例如使用需要一個溫度穩(wěn)定性為±1ppm的TCXO石英晶體振蕩器老化要保持相對較小的價值。但是，如果設計的總頻率移動余量是為了例如±200ppm和額定值為±100ppm的設備然后使用少量的老化可以有效忽略。

加速老化

使用加速老化是常見的行業(yè)慣例通過預測長期頻率運動的過程在高溫下浸泡設備并測量相關間隔的頻率移動。這是正常的使用被動測試（即無動力）測試晶體。該使用的一般規(guī)則是將石英晶體浸泡在+ 85°C下30天相當于正常房間1年的老化溫度。如果這個測試延長了足夠的時間記錄的數據可以圖形化繪制以啟用via推斷，預測未來的長期老齡化。

在實踐中老齡化

在查看石英水晶振動子老化測試結果的示例時，可以看出，頻率的變化通常是第一年最大，隨著時間消逝。它必須但請注意，例如，如果指定了設備最高每年±5ppm;它并不跟隨衰老5年后將是±5ppm×5yrs，即±25ppm。在實踐中，例如±5ppm老化裝置可能僅為±1ppm至操作第1年±2ppm，然后減少隨后的幾年。通常使用一般的“指南”來保證10年內最大±10ppm的晶體老化雖然實際上它通常比這少得多。它是無法預測設備的確切老化同時制造的零件和同一批零件石英將表現出略微不同的老化特性。

生產過程必須從一部分到一致部分，來自石英坯料的制造，電極尺寸及其位置，用于安裝的環(huán)氧樹脂石英及其固化熱曲線，都有輕微的影響在頻率上。設備可能會出現負面或正面老化取決于內部原因，雖然部分來自一批傾向于遵循類似的結果。一般來說超過90％的零件制造老化效果為負。

晶振的老化率是頻率元件產品比較重要的一項參數，不正當使用或長期擺放都有可能會影響老化率的變化，因此要遵守相關的注意事項和儲存條件，只要品質過關的石英晶振，使用年限都不會短，因此廣大新老用戶購買石英水晶組件時，請一定要選購正品，才有保障產品的使用效果。

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