许多现代,高速,高性能的集成电路,如MAX104和MAX106模数转换器(ADC),需要一个工作在GHz范围内的低相位噪声(低抖动)时钟.传统的石英晶体振荡器可以提供低抖动时钟信号,但通常不能在120MHz以上的振荡频率下使用.

图1示出了典型的高速数据转换器系统的简化框图.该系统由带通滤波器,ADC,高频时钟,高速存储设备和后处理单元组成.除MAX104外,高频时钟在确定高速数据转换器的精度方面起着重要作用.这种高频,低相位噪声时钟是高频压控振荡器(U1),锁相环(U2)和晶体振荡器(U3)的组合,如图2所示.

SEIKO精工自1937年成立以来,我们追求时间精度,耐用性,小型化,薄型化和易用性,并于1970年开发出世界上第一款配备CMOS IC的石英晶体,我们为手表历史感到自豪.现在精工集团作为高端机械表的制造商,作为世界第一生产水平的制造商,我们正在致力于手表技术的继承和发展.

音叉晶体是石英表的核心.32.768K晶体的特点是高品质和高可靠性,以满足手表的苛刻要求.随着物联网发展趋势,许多设备需要时钟级的低功耗,并且已被许多客户采用.低负载电容（低CL）适用于要求更低功耗的应用.

制造一颗晶振需要30多道的工序,每一个步骤都需按照严格标准执行,最后经过反复检测确保质量没问题,这样生产出来的石英晶振才算合格.以下这些详细的晶体制程你有了解过吗?

1.芯片清洗：

目的再清除芯片表面因硏磨残流的污物、油物,以保证镀银(金)层附着牢固良好.

2.蒸镀(被银):

用真空镀膜原理在洁净的石英晶体芯片上蒸镀薄银(金)层,形成引出电极,并使其频率达到一定范围.

3.上架点胶:

将镀上银（金）电极的芯片装在基座上,点上导电胶,并高温固化,芯片经过镀金Pad (DIP型:支架或弹簧)即可引出电信号.

MEMS时序技术:打破石英晶体约束改进智能移动设备.小尺寸和增加功能的趋势继续在移动电子产品中占主导地位市场.随着OEM和ODM开发小型功能丰富的设备,他们必须设计紧凑的产品功率预算.此外,移动产品是在具有成本竞争力的环境中开发的,进入市场至关重要.

改进形式和功能取决于可以提供更小尺寸和更多尺寸的组件功能和性能更高,价格合适.没有迹象表明这些趋势会缓慢传统的石英晶体元件正在达到其尺寸缩小和性能的极限改善和降低成本.随着消费产品功能越来越丰富,它们需要新产品时序解决方案.

当您设计石英晶体PCB布局时,必须防止降低负电阻和以防止EMI问题.

振荡电路的模式长度振荡电路中的信号模式的长度应尽可能短,以最大限度地减少杂散电容/电感.通孔不应用于振荡电路,因为它会导致较大的EMI.

振荡电路周围的图案的影响

当接地和振荡电路之间的寄生电容变大时,接地或信号路径不应位于多层电路板的中间层中以与贴片石英晶振的振荡电路重叠.

由于振荡裕度不足,大的杂散电容可能导致振荡停止.位于C-MOS逆变器输入附近的信号路径可能会产生EMI,因为波形中的噪声被放大.

日本村田所面向消费市场的石英晶体单元（XRCGB系列）采用了突破性的独特包装技术,这种技术在现有产品中是无与伦比的,可提供卓越的品质,生产规模和性价比.

村田公司开发的2.0x1.6mm尺寸满足了尺寸缩小的增加要求.与现有的3.2x2.5mm尺寸相比,尺寸减小了60％.

丰富的产品阵容,可满足各种应用需求.比如用于近场无线电通信：蓝牙®/蓝牙®低功耗（BLE/NFC,用于存储：SSD等.

  晶振振荡电路中的哪些因素会导致模块故障？如何补救?

在晶体谐振器,晶振振荡电路中导致谐振器模块故障的4个关键点因素以及对应的补救措施：

1.振荡没有开始,或振荡停止

如果振荡电路不工作,则基于定时时钟运行的模块将不起作用.检查晶振晶体的频率或波形,以确保驱动振荡电路或所需的频率.

2.石英晶体实际振荡频率与标称频率不同

如果石英晶体的实际振荡频率超出模块所需的频率范围,则会发生IC中的事务定时错误或数据传输/接收错误.如果实际振荡频率从标称频率偏移,则将考虑以下原因：

①晶体单元的实际驱动电平超过其指定的最大值.②实际负载电容与规范中的指定值不同③振荡不正常.

越来越多地使用车载电子系统增加了对可靠汽车级的需求参考定时组件.今天,最高质量的汽车定时解决方案基于MEMS定时技术,这种技术本质上比石英晶体技术更强大.硅MEMS定时组件使用由IC开发的严格控制和标准制造行业.这些工艺和标准与SiTime专有的MEMS和模拟IC相结合技术带来了超高品质的产品.而且因为这些定时器件都是基于硅的,它们符合AEC-Q100标准,与AEC-Q200相比具有更高的认证要求.

硅MEMS制造工艺

SiTime MEMS谐振器采用单晶硅制造,是一种15倍的无缺陷材料比钛强.SiTime的谐振器采用获得专利的MEMSFirst™和EpiSeal™制造工艺,可在1100℃下对谐振器进行退火.因此,极端汽车环境中存在的温度对MEMS谐振器没有任何有意义的影响.这种高温工艺生产出一种密封的高质量谐振器没有污染物.谐振器完全封装在硅芯片内,非常适合能抵抗外部伤害.MEMS谐振器可以像标准CMOS芯片一样处理并使用标准IC封装工艺封装.通过使用MEMSFirst工艺,ISO/TS经过16949认证的半导体供应链,以及标准封装工艺,MEMS振荡器都有更高的质量和可靠性,以及几乎无限的容量.

对于低带宽PLL,高Q控制振荡器(CO)因其低增益而成为首选器件稳定性高.本文讨论了两种不同的实现方式电压控制振荡器(VCXO晶振)的思路,基于变容二极管和基于PLL的.它还讨论了数字控制振荡器(DCXO)增加系统设计的灵活性和稳健性考虑到量化的影响,更新延迟,和循环过滤器实现循环性能.

1、简介

高稳定性受控振荡器(CO)用于同步或抖动清除用于网络的PLL,电信,视频/音频和仪器应用.这种PLL通常具有非常低的带宽,例如更少超过1kHz,滤除大部分相位噪声和来自参考输入时钟的抖动.这些电路使用高Q机械谐振器实现非常低频率控制增益和高稳定性设计稳定的低带宽PLL所必需的.

两个主要的高稳定性受控振荡器如下.

1.基于可牵引的压控振荡器高Q谐振器(VCXO)

2.基于高Q值的数字控制振荡器谐振器(DCXO)

   每个Elite系列都为其目标应用提供了独到的差异化因素.统一电子是国内有名的进口晶振代理商,不仅代理台湾,日本进口晶振品牌,并且提供优异的欧美晶振,包括SiTime晶振,ECS晶振,CTS晶振等.下列表格中介绍基于Elite系列振荡器产品的关键差异化因素是什么?

   SiTime是一家MEMS和模拟半导体公司,是基于MEMS的频率控制解决方案的领导者.我们结合创新MEMS和可编程模拟技术凭借我们的系统专业知识,突破传统石英晶振产品的局限性提供业界最佳的时序解决方案.我们的可配置产品提供最稳定的时序,使客户能够区分他们的系统具有更高的性能,更小的尺寸和更好的可靠性.更多详细SiTime晶振资料信息欢迎登入统一官网查看了解.

历史上,振荡器是由连接到模拟的石英晶体谐振器制成的维持谐振器以特定频率振动的维持电路.现在,有一个替代方案-硅MEMS振荡器-这些器件的性能优于石英晶体振荡器嘈杂的环境.推动高速电信和移动应用的发展对时钟源的要求更高.此外,更复杂的电子设备和更高的时钟频率需要时钟设备在嘈杂的环境中继续表现良好.本文展示了在石英和石英上进行的对比实验的结果硅MEMS振荡器.数据表明MEMS振荡器的性能优于石英现实的环境条件.

振荡器供应商为每种产品提供数据表,说明性能参数作为频率稳定性,抖动和相位噪声.虽然数据表是一个很好的指标选择定时设备时,用户还必须评估这些设备在现实生活中的表现环境条件.在模仿真实操作中看到的条件下进行测试环境提供有关真实组件性能的有价值信息该受到环境压力的振荡器的性能,如电磁来自电源或其他系统组件的干扰(EMI),振动和噪声与理想条件下的振荡器相比,它会降低.最终,环境压力可能会降低设备的可靠性和寿命.考虑性能很重要在选择定时装置时,在逼真,嘈杂,苛刻的条件下振荡器.

1、硅MEMS优势

硅MEMS振荡器与允许它们的石英振荡器相比具有一些固有的优势在各种环境中可靠地运行.SiTime开发了MEMS FirstTM工艺哪些谐振器完全封装在硅中并封闭在微真空室内[1].谐振器的非常小的质量的组合和其硬硅晶体结构使它们耐用并且极其耐受外部应力,例如冲击和振动.此外,振荡器中优化设计的模拟电路可提供高性能电噪声条件.

图1中的MEMS振荡器架构示意图显示了关键部件有助于提高性能和可靠性,包括精细调谐的硅MEMS谐振器,振荡器维持电路,高精度分数N锁相环(PLL)和驱动器带全差分电路.

统一电子多年来不仅为广大用户提供高可靠性的产品,并且不定期推出各类石英晶体,贴片晶振,以及石英晶体振荡器相关的技术资料,免费供应广大用户查阅.以下分析晶体振荡器中的石英晶体电流测量.

定义：晶体的驱动电平是a所见功耗的测量值振荡器的放大器电路中的晶体.驱动器级别以.表示毫瓦（mW）或微瓦（μW）.最大功耗通常是由所用石英类型和制造商指定,具有典型的额定值至1mW或2mW.晶体的驱动电平由反馈定义在晶体两侧选择的元件.

石英晶体谐振器的机械振动幅度增加与施加的电流成比例.过度驱动晶体会导致过多长期老化,输出幅度和频率失真,或更糟破坏谐振器.

[前言]在电子设备和通信系统的设计和布局过程中,要仔细考虑必须进入晶体振荡器和外围电路以优化性能.作为核心在信号源中,石英晶体振荡器必须产生高精度输出,因此对电路板其他部分的高频噪声本身敏感.

该电路在设计期间需要明确小心.这些技术说明可作为设计指南降低几个外围电路中的噪声,其中高频噪声可能特别有害晶体振荡器输出.

[晶体振荡器和外围电路中的噪声源]

首先,在图1中,我们指出了晶体振荡器产生的典型噪声类型外围电路.有三种主要噪声源：

1.电源线噪音2.输出线的噪音3.晶体振荡器的噪音

在晶体振荡器中实现低相位噪声,对于实现高性能至关重要.因此,深入了解相位噪声非常重要.要开始了解相位噪声,了解相位噪声和抖动之间的差异非常重要.以下为统一电子对晶体振荡器中相位噪声的终极讲解,欢迎广大用户收藏点评.

是什么导致相位噪声?有许多不同因素会影响石英晶体振荡器的振动,从而产生相位噪声.其中之一是温度.环境温度会影响晶体振荡器的振动,从而导致信号中出现“热噪声”.对于晶体振荡器,相位噪声可能由“晶体老化”引起,当晶体的频率随着时间的推移而变化时,由于污染物离开晶体（正老化）或污染物积聚在晶体内（负老化）.无论哪种方式,结果都是振动改变和噪声信号.

晶体振荡器相位噪声在频域中表示,包括由时域不稳定性（抖动）引起的波形相位（频率）的快速,短期,随机波动.抖动是一种描述时域中振荡器稳定性的方法.它将所有噪声源结合在一起,并显示其对时间的影响.简而言之,相位噪声描述了频域中振荡器的稳定性,而抖动描述了时域中的稳定性.

通过以下5个步骤深入了解晶体振荡器相位噪声.那么“光谱密度如何在5步过程中与相位噪声相连?”

  微晶晶振集团是在1978年成立,主要研发生产32.768K音叉表晶,时钟晶体振荡器,贴片晶振等产品,一直以来为广大用户提供了无数高品质晶振.所生产晶体元件均达到ROHS,REACH等规范要求,并且获得ISO9001和ISO14001国际标准认证.以下是瑞士微晶32.768K音叉晶体编码列表.

  32.786K晶振是个神奇的存在,大大小小的产品只要与时间,数字相关的必定少不了它.在产品中不管是单独使用还是与其他型号的晶振搭配总能发挥最大的价值.32.768K晶振从插件模式到贴片模式始终以小型化,高精度为主要.

  瑞士微晶晶振小型化,多元化,并且具有7PF,9PF,12.5PF等多种电源电压供应用户选择.被广泛用于笔记本,数码电子,显示屏,无线蓝牙,智能手机,车载系统,时钟产品等.

产品选型设计是相当重要的一件事情,比如石英晶振,SMD晶振元件如果没有选择好则是一件非常严重的事情,将会影响到整个产品设计.像如今市场上各种各样的规格型号,想要挑选一款适合的产品时间是一个问题,选择起来难度也是相当大.下面统一电子为你为你解决4个至关重要的问题帮您找到适合您设计的完美晶体振荡器.

1.你需要水晶还是振荡器?

这是很多工程师都会犯的一个简单错误,石英晶体和石英晶体振荡器之间实际上存在很大差异.封装的石英晶体只是一种精细切割和抛光的石英晶体,在施加电输入时以非常特定的频率谐振.当连接到具有集成振荡器电路的设计时,石英晶体提供时钟合成和精确定时.仅石英晶体不提供时钟输出.由于成本,尺寸和功率限制,大多数消费类和电池供电的应用使用标准石英晶体.

石英晶体老化基础知识：石英晶体老化是由许多不同因素引起的.晶振晶体以不同的速率老化,这可归因于许多因素：一些在制造过程中,一些在于它们的使用方式.在称为老化的过程中,石英晶体谐振器的谐振频率随时间移动少量.石英晶体谐振器用作滤波器和振荡器,作为高性能谐振电路.

这些谐振器以其高性能和稳定性而闻名,但它们在称为老化的过程中随时间略微改变其频率.尽管频率变化很小,但它们是永久性的,并且可能在频率精度非常重要的一些应用中起作用.可以最小化由制造过程和使用中的石英晶体老化箱引起的变化.

水晶表面变化,晶格污染,热效应,线疲劳,摩擦磨损,驱动级别.

在制造和使用中可以通过多种方式最小化老化程度：

减少制造时效：在制造据石英晶体,SMD晶振过程中,应将其封装在惰性气体环境中,确保密封良好,以免其他气体进入.制备晶体坯料的最后阶段也必须尽可能精细地制备.不是研磨坯料以使其达到正确的尺寸,而是使用化学蚀刻.以这种方式,对晶格造成最小的破坏,并且这减少了污染物随时间的进入,这将导致老化.

32.768K晶振可谓是石英晶体中的“经典”,它在手表,时钟产品中的频率正好是32.768K,但为什么是这个频点呢,为什么不是32KHZ晶振,为什么不是12M,30M晶振,偏偏是32.768KHZ呢?为什么手表晶振时钟是32.768赫兹?下面带着这些疑问跟随统一电子来一探究竟.

这可以追溯到石英晶体的历史问题中.贝尔电话实验室是当今电信集团AT＆T的前研究部门,是该领域的先驱之一.最初,他们的研究主要集中在稳定射频,但很快就发现石英晶体对时间测量也很有用.1928年,美国人自豪地推出了世界上第一款石英控制腕表.

Watch Crystal设定了新的精密标准

在此突破之前,所有钟表都是纯机械式的.通过安装石英晶体和使石英振荡的相应能源,首次引入了电子元件.新型石英表比纯粹的机械表运作要更精准.