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- [技術支持]Q-Tech晶體振蕩器對于計時和精密應用的電氣性能2019年02月23日 09:36
在為現代電子應用選擇石英晶體振蕩器時,通常會有工程師由于相對較低的單位,熱衷于選擇便宜的COTS（“商業現貨”）零件成本和交貨時間,導致性能不佳.選擇高可靠性振蕩器是最安全的,比如Q-Tech晶振,晶體振蕩器,最終是飛行應用的最具成本效益的選擇.
Q-Tech晶振,Q-Tech晶體振蕩器對于計時和精密應用的電氣性能,以及相位噪聲和抖動特性,可以顯著改變電路的輸出.
振蕩器的相位噪聲和抖動經常導致錯誤的相位檢測.當使用相移鍵控（PSK）數字調制時,轉換（即比特錯誤）.數字化例如,在使用8相PSK的通信中,最大相位容差為±22.5°,其中±7.5°是典型的允許載波噪聲貢獻.例如,由于相位偏差的統計性質,如果存在1.5°相位偏差的概率超過±7.5°相位偏差為6X10-7,這可能導致誤碼率在許多情況下顯著應用.因此,有源晶振,晶體振蕩器最小化相位噪聲和抖動在現代中變得越來越重要
電路應用.對于石英晶體振蕩器而言,相位噪聲和抖動在很大程度上取決于晶體及其在振蕩器內的設計和組裝.水晶處理和專業知識,設計并不是普通振蕩器所能提供的,而且需要專業的工程和制造,在Q-Tech晶振等高可靠性公司中找到.
這在使用開放式晶體的設計中尤其重要,而不是與封裝的相比品種.Q-Tech晶振制造工藝擁有超過40年的產出歷史用于最苛刻的應用,從高溫井下到深空飛行.同樣的制造和水晶設計團隊負責監督Q-Tech的所有水晶操作,無論最終用途如何.
即便如此,設計工程也起著重要作用,因為沖擊和振動可以產生,即使在“低噪聲”晶體振蕩器中也存在較大的相位偏差.而且,當一個頻率振蕩器乘以N,相位偏差也乘以N.例如,相位偏差為10-3,10MHz時的弧度在10GHz時變為1弧度.這種大相位偏移可以對系統的性能是災難性的,例如那些依賴于鎖相環的系統（PLL）或相移鍵控（PSK）.低噪聲,加速度不敏感的振蕩器是必不可少的這樣的應用.Q-Tech晶振根據封裝使用各種晶體安裝選項
和每個振蕩器的應用：
-TO/w/3鎳夾具焊接
-支柱上帶3點式安裝的DIP封裝（用于QT1-QT3系列）
-扁平包裝和DIP包裝,帶有3或4點郁金香夾子安裝（30年以上太空遺產）
-帶4點橋接安裝的SMD封裝貼片晶振
-帶4點“相框”安裝座的LCC
-5x7mm陶瓷封裝,帶有2或4點LedgeMount,安裝在陶瓷架上
-包裝Q-Tech晶振4點式安裝選項
值得注意的是,對于高沖擊應用,Q-Tech晶振的4-pt安裝選項已得到證實,遠遠優于商用振蕩器提供的任何其他安裝,特別是小型5x7mm封裝貼片晶振,大多數現貨晶振產品使用簡單的2點安裝.
Q-Tech晶體振蕩器是苛刻環境的安全選擇,因為它們是為這些環境設計,構造和測試,目的是制造100％可靠的產品適用于故障昂貴或危及生命的情況.石英晶體振蕩器是設計用于-55°C至+125°C的工作溫度,從石英晶振元件開始包括電路.從石英棒切割晶體的角度進行了優化,確切的溫度范圍.雖然COTS時鐘可以在-55°C下工作,但是如果它們打開的話在室溫下隨后冷卻至-55℃,已知它們存在問題在-55°C或其他低溫下開啟時啟動（冷啟動問題）.Q-Tech的晶體振蕩器不易受冷啟動問題的影響.
商用振蕩器的驅動電平依賴性也可能成為高可靠性應用的問題.Q-Tech晶振通過定制配對晶體來緩解這一潛在問題設計IC的每個設計的參數,也防止冷啟動問題前面提到的.
活動下降是晶體電阻的相對突然增加（擾動）,石英晶體系列電阻隨溫度變化.一般來說,活動下降是由一個人引起的石英晶振晶體中的干涉振動模式（耦合模式）.這些模式從中汲取能量主要模式.因此,一旦耦合模式的頻率與主模式的頻率一致,耦合模式就會急劇增加主模式的電阻.這些干擾模式實際上是低頻彎曲的高泛音（高達第50泛音）模式.由于非常陡峭的溫度系數約為-20ppm/°C,它們只與之一致主模式頻率適用于相當窄的溫度范圍.然而,如果沒有設計出來,耦合模式將導致活動下降.這些是通常溫度相當窄（大約5到30°C寬）,對于給定的設計,活動下降將傾向于大約相同的溫度范圍.因為耦合模式是基于石英的,所以導致任何活動下降隨時間和溫度變得非常可重復.請參閱下面的示例.
耦合模式的影響程度可以從輕微到災難到間歇性,取決于干擾模式的強度和應用的敏感程度是Q-Tech晶體振蕩器輸出電平的變化（頻率偏移約為2到20ppm）.活動下降可以導致無數系統問題,甚至可能失去鎖相.活動下降的另一個原因是粘附在晶振晶體有效區域上或附近的粒子.這種類型的活動下降可以改變隨著時間,溫度和時間.這些都會受到粒子成為影響脫離晶體表面或移動到另一個位置.這種立場改變可以因此有可能導致下降趨于好轉,惡化或暫時消失重新浮出水面.在Q-Tech晶振,我們有能力設計潛在的活動下降和在我們的溫度測試程序中篩選它們作為高可靠性設計方法的一部分和建設.下一篇文章中我們將介紹Q-Tech晶體振蕩器的制造和篩選,歡迎關注億金電子晶振技術資料.
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