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常見問題
Q
電路負阻與諧振器諧振電阻的配合問題 展開

問題和現象:安裝石英諧振器的振蕩電路振蕩不穩,有的有停振現象

原因分析:通常振蕩電路在設計時會有一個負電阻值,這個負電阻值通常會與電路的反饋系數、有源元件的放大倍數有關。石英諧振器作為選頻元件,本身有一個等效的諧振電阻。這個諧振電阻與諧振器的封裝尺寸、頻率有關,通常諧振器尺寸越小,諧振電阻越大;頻率越低,諧振電阻越大。當電路的負電阻小于石英諧振器電阻的2倍時振蕩會變得不穩定。特別是振蕩電路的工作電壓發生波動,有源元件的和反饋環節的元件值的分散性都會使負阻偏離設計值。在實際工作環境溫度變化時,石英諧振器的諧振電阻也會發生變化,破壞振蕩電路所需的正常工作條件。

解決的辦法,一是對電路反饋電路進行調整,提高負阻值,二是降低石英諧振器的諧振電阻。通常第一種方法更容易實現,石英諧振器的電阻的降低有時是比較困難的,會大大提高制造成本。為保證電路工作正常,建議在進行電路設計時負電阻在石英諧振器電阻的3-10倍左右。在用小尺寸石英諧振器替代大尺寸諧振器(如用HC-49S替代HC-49U)應特別注意調整電路參數。


Q
晶體元件的寄生問題 展開

問題和現象:石英諧振器與電路組裝后,頻率不在要求的數值上,造成電路不能正常工作。

原因分析:這種情況多與諧振器的寄生振動有關,有時也與電路設計不合理有關。 前面提到,石英晶體會有多個寄生響應,對厚度切變晶體來說頻率在20MHZ以上,尤其是泛音晶體易產生寄生響應。泛音晶體的基頻諧振電阻有時會與三次泛音的諧振電阻相差較小,在不加濾波電路時有可能在基頻頻率上振蕩,因此可能時應在電路設計加上選頻回路避免該情況發生。

另一個原因是泛音晶體的基頻波的3倍頻(3次諧波)與3次泛音的頻率靠得很近,選頻電路難于將其濾除,造成跳頻現象。

如果可能有這種情況發生,在訂貨時,應提出基頻3倍頻與3次泛音頻率的間隔要求,一般在150-250ppm間。也可在設計電路時適當減小電路增益,減低3次諧波的成分。


Q
系統誤差問題 展開

問題:出廠檢驗合格的晶體在客戶驗收時發現頻率20~30%不合格。

分析:這種現象是客戶與供應商的測量設備的系統誤差造成的。目前石英晶體諧振器的儀器的精度在測量不帶負載電容的石英諧振器的頻率時可以達到2×10-6,但是在測量帶有負載電容晶體時其精度比較難于保證。儀器生產廠承諾的保證精度為1PF電容的頻率牽引量。這是由于儀器對小電容的測量是不夠準確造成的,實際上儀器對負載電容的測量精度可達到0.2~0.5pF左右,因此5-10ppm的誤差是極易發生的。特別是負載電容較小的基頻晶體元件,每pF電容可產生50×10-6左右的牽引量。并且不同廠家的測量儀器和同一儀器采用不同的測量方法,所產生的結果都有不同。

解決的辦法是,對于頻率偏差要求較嚴的諧振器(如小于10ppm),在下訂單同時由客戶提供樣件或由生產商提供樣件,雙方測量比對后確定系統誤差的方向和數值,由供應商在出廠測量時進行修正。




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