SMD与DIP封装的石英振荡器规格应用

虽然时钟晶体振荡器的起步比较晚,但是发展至今已成为众多产品不可或缺的一种电子元器件,SMD贴片型的振荡器是目前应用比较广泛的一种,除了SMD还有一种DIP插件型封装的石英振荡器.DIP插件型的体积一般比SMD要大得多,但是其稳定性,可靠性和性能要比贴片振荡器好,很适合用在特别高要求的产品方案中.

频率控制行业使金属混合电阻焊接封装成为合理的高容量/低成本封装选择.即使在今天,它仍然是14引脚版本或8引脚版本中使用最广泛的封装.尽管表面贴装封装在频率控制行业发展缓慢,但许多制造商已经推出了一个版本或正在开发中.许多制造商已经提供了具有鸥翼引线弯曲的上述金属封装的SMD版本.整个电子行业并未接受这一点,因为它满足了真正的SMD封装的需求.许多制造商已经开发了许多真正的表面贴装封装.大多数使用内部带有二次密封封装的塑料封装(无论是晶振还是整个振荡器),或陶瓷封装.没有一个含铅表面贴装封装是行业标准,但有些正由EIA评估.由于电路的复杂性,TCXO晶振和OCXO仅提供通孔版本.选择通孔或表面贴装封装时需要考虑许多因素.

通孔:

1.将组件手工组装到PC板上.

2.焊接操作必须限制热量以防止内部任何焊料回流.

表面贴装:

1.包装标准尚未确定.

2.SMD焊接工艺通常使元件本身更热,从而加速老化.

3.修理通常比较困难,可能需要特殊设备.

4.在设定标准并增加数量之前,SMD表贴式晶振封装的成本会更高.

其他重要因素是第二源可用性以及振荡器封装如何适应已有的制造流程.必须仔细评估所有这些因素以及任何特殊因素,以防止在该过程结束时产量低下.

在创建振荡器规范时,重要的是要考虑应用程序对振荡器的期望,而不仅仅是’锅炉电镀’规范.购买组件时,这种做法可能会导致撤消费用.在所有指定条件下指定频率容差是常见的,也可能是最简单的,例如温度,电压,校准等.如果要指定个别要求,则应指定所有期望值.温度漂移,校准,电压变化,负载变化和老化都是完全指定振荡器所需的频率容差.此外,电压控制版本还必须具有规定的控制电压变化的频率变化.重要的是,最大操作或储存温度的老化特性不能高于应用所需的特性.除非另有规定,否则老化要求假设为25EC,或者至少平均温度为25EC.

无论XO振荡器是时钟还是正弦波输出,重要的是要清楚地指定振荡器在应用中驱动的负载.预期的负载电容可能很难,但必须指定.PC板上的杂散负载电容可以分布在走线电感上.在这种情况下,需要进行估算.另一个问题领域可能是在较高频率下使用TTL工业等效负载.通常在这些负载中使用的二极管不能足够快地切换以代表实际更快的TTL技术.

对于时钟振荡器,必须指定数字波形.必须定义预期到指定负载的逻辑电平限制.这些逻辑电平基本上由被驱动的特定设备或被驱动设备的技术来定义.必须指定上升和下降时间或OSC CRYSTAL在逻辑电平之间转换的速度.采取这些测量的水平不必是逻辑水平.对称性(占空比或矩形度)通常指定为输出电压高于在该周期内驱动的器件的阈值电压的时间.阈值电压必须介于逻辑低和逻辑高之间.

对于具有正弦波输出的SMD晶体振荡器,必须定义输出波形特性.正弦波输出的幅度通常以伏特峰峰值或dBm表示.谐波失真(主输出频率的三倍,五倍,七倍等信号部分的幅度)以主输出频率以下的dB为单位指定.在某些情况下,希望指定噪声水平或非谐波失真.这对于限制由于加倍等技术引起的失真很有用(这可能会产生1.5倍的失真).

所有振荡器规格都应将功率或电源电流限制为振荡器可用的电流量.必须指定击穿电压或绝对最大电源电压(大多数数字门要求低于7.0伏).通电后的启动时间应包含在规范中.另一个重要参数,特别是泛音振荡器(25MHz以上的振荡器可能使用泛音晶体),是测试期间和应用中电源上升到工作电压所需的时间范围.非常长或非常短的电源上升时间可能导致振荡器启动并在错误的晶体模式下工作(在基波而不是第三个泛音,或第五个泛音而不是第三个泛音).其中一些影响是由于关键过滤条件造成的.还涉及被称为增益带宽积的有源晶振特性,其在较低电压下较低,而在较高电压下较高.因此,这种增益带宽在上电期间会发生很大变化.相位噪声或相位抖动最近已成为一个重要参数.相位噪声或抖动是该时期的短期变化.可以在频域或时域中指定该特性.实际规格将在很大程度上取决于应用,并应与制造商密切合作.

必须指定设备预期承受的机械冲击和振动.此外,如果可能影响贴片振荡器性能预期,则上面未列出的任何其他特殊应用条件或要求应在规范中.所需参数的一些其他示例可以是电源隔离,信号过冲或信号下冲.