各行各业都有相应的专业术语存在,非行业内的人听起来就会一脸懵逼,在石英晶振行业也不例外,石英晶振产品的复杂的物理特性可不是那么好说清楚的,今天我们就来了解一下和石英晶体振荡器异常故障相关的专有名词--活性密度.

活性下降是石英晶体串联电阻(Rs)随温度的晶体电阻(扰动)的相对突然增加.通常,活动下降是由石英晶体中的干扰振动模式(耦合模式)引起的.这些模式从主模式中释放能量.因此,一旦耦合模式的频率与主模式的频率一致,耦合模式就会急剧增加主模式的电阻.这些干扰模式实际上是低频弯曲模式的高泛音(高达第50泛音).它们的温度系数非常陡,约为-20ppm/°C.因此,它们仅适用于相对较窄温度范围的主模式频率.可以设计出干扰模式.如果没有设计出来,耦合模式将导致活动下降.见图1.

这些温补晶振通常在约5至30℃宽的温度下相当窄.对于给定的设计,活动倾角将倾向于大约相同的温度范围.因为耦合模式是基于石英的,所以它导致任何活动倾角在时间和温度上都是非常可重复的.请参阅下面的示例.

耦合模式的影响幅度可以从轻微到灾难到间歇.这取决于干扰模式的强度以及应用对振荡器输出电平变化的敏感程度,频率偏移约为2到20ppm等.活动下降可能导致系统失去锁相或其他类型的问题.

活性下降的另一个原因是颗粒粘附在晶体的有效区域上或附近.这种类型的活动倾向可随时间,温度和时间而变化.这些将受到颗粒变得与石英SMD晶体表面分离或移动到另一个位置的影响.因此,这种位置变化可能导致跌势变得更好,更糟糕的是至少暂时消失.此外,为了从未检测到突然发生或在温度下改变幅度,发生下降.

我们有能力设计潜在的活动下降和/或在我们的温度测试程序中筛选出来.这只是我们成为世界上高可靠性振荡器排名第一的众多原因之一.

自由石英晶体振荡器设计AT切割活动的一些注意事项：

1)石英加工和制造：

1.晶体单元设计的物理几何形状

2.电极参数和设计(R1,C1,C0,L1)

3.负载电容

4.驱动器级别和驱动器级别依赖性(DLD)

5.在基底或最终镀层中引入的颗粒

6.污染物,如真空泵中的油

7.在水晶坯料上刮擦

8.水晶切割和操作模式

9.安装方法

10.工作温度窗口

2)电路设计：

1.放大器余量和增益

2.负载电容

3.将放大器增益与晶振驱动电平匹配

4.操作模式(基本模式与第3或第5个泛音模式)

5.工作温度

6.附着晶体的方法

3)测试方法：

1.在安装前测试成品晶体水平

2.在成品振荡器级别进行测试

3.筛选试验

4.摆率

5.缓慢斜坡测试(1.25°C/分钟)或频率测量在每个度数或每五度表征活动下降.见图3和4.