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晶振频差、晶振频偏和晶振跳频之间的区别是哪些?

2023/12/21
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一.晶振频差

频差指的是晶振的一个电气参数,如下图所示。

包括常温25℃下及工作温度范围内的频率偏差程度。一般情况下,晶振规格书中都有注明调整频差和温度频差。

二.晶振频偏

频偏可以指晶振在实际工作中偏离中心频率的程度,也可以指晶振偏离允许频差范围的程度。一般情况下,谈及频偏,我们指的是晶振在实际工作中,输出频率精度超出芯片允许范围,已经造成系统不稳定或不工作。

1、在无源晶振电路应用中,晶振频偏问题较多出现,这主要与无源晶振选型及电路应用有关。

2、在有源晶振电路应用中,若出现频偏问题,则主要与晶振选型有关,建议选择品质合格及精度更好的有源晶振产品。

三.晶振跳频

在晶振电气参数上体现为SPDB不达标,造成晶振目标频率在工作中跳到了另外一个频率上,SPDB也就是我们常说的寄生。导致晶振跳频的根本原因是由生产制造过程中诸多因素造成。一般情况下,该类问题晶振在出货之前无法通过品质全检,会被归类为不良品,直接淘汰报废。晶振出现“跳频”问题,原因只有一个,就是晶振本身品质不合格。跳频针对晶振应用来说,不管是无源晶振还是有源晶振,都是一个严重的问题。这已经远远超出频差或频偏范围。

晶振跳频的具体原因归纳为如下三点:

1、晶片本身材质纯度不达标

选材必须为石英单结晶体,晶体的Q值至少为200万以上高纯度水晶,如晶片杂质超标,不仅等效电阻增大,也会发生电阻值无法控制的问题。

2、晶片加工技术与工艺不达标

晶振制程复杂,每道工序必须严格按照要求进行及完成,比如:晶体的切割角度、厚度、晶片平行度及清洗是否彻底达标,镀银层是否足够均匀等。

3、晶振封装技术不达标

晶振抽真空程度是否达标,是否已经填充氮气,这都直接影响着着晶振在PCBA实际应用中的性能。如果晶振内部存在水蒸气,镀银层就会存在被氧化或腐蚀的风险。严重时,镀银层氧化脱落,造成晶振电阻值突变,造成跳频隐患。

4.频偏会导致无线通讯出现那些问题?

频偏是指在通信过程中,接收信号的频率与发送信号的频率之间的差异。通常情况下,发送信号的频率是固定的,但由于各种原因,接收信号的频率可能会发生偏移,这就是频偏。频偏是一种常见的通信问题,它会对信号的接收和解码产生影响。

无线通信中,频偏通常由以下几个因素引起

  1. 载波漂移载:波漂移是指在信号传输过程中,由于传输介质的影响,载波频率会发生微小的变化。这种变化会导致接收信号的频率发生偏移。
  2. 多径效应:在无线信号传输中,信号会经历多个传播路径,这就是多径效应。由于不同路径的长度和信号传播速度不同,信号会出现相位差,进而导致频偏。
  3. 时钟漂移:时钟漂移是指在通信系统中,由于时钟的不稳定性,时钟的频率会发生微小的变化。这种变化会导致接收信号的频率发生偏移。

频偏会对通信系统的性能产生影响,尤其是在高速移动的情况下。为了解决频偏问题,通信系统通常采用频偏补偿技术。频偏补偿技术可以通过对接收信号进行处理,消除频偏的影响,从而提高通信系统的性能和可靠性。

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