美國(guó)知名的晶體振蕩器制造商Q-Tech Corporation公司,于1972年創(chuàng)辦,其品質(zhì)與制造能力達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平,與航空航天公司,工業(yè),汽車,通信,電信等高端產(chǎn)業(yè)均有合作.而且大部分Oscillator產(chǎn)品都比較特殊,有專門的空間晶體振蕩器,用于軍事/航空電子設(shè)備的晶體振蕩器,高溫晶體振蕩器,實(shí)時(shí)時(shí)鐘晶體振蕩器,QPL振蕩器,新微型振蕩器等.本文內(nèi)容由Q-Tech晶振公司提供,關(guān)于Oscillator內(nèi)置的石英晶體電流測(cè)量技術(shù)的完整報(bào)告.
晶體的驅(qū)動(dòng)電平是振蕩器放大器電路中晶體所見功耗的測(cè)量值.驅(qū)動(dòng)電平以毫瓦(mW)或微瓦(μW)表示.最大功耗通常由所用石英類型和制造商規(guī)定,典型額定值為1mW或2mW.晶體的驅(qū)動(dòng)電平由晶體兩側(cè)選擇的反饋分量定義.石英諧振器的機(jī)械振動(dòng)幅度與施加的電流成比例地增加.過度驅(qū)動(dòng)晶體會(huì)導(dǎo)致過長(zhǎng)的老化,輸出幅度和頻率失真,或者更糟糕的是諧振器的損壞.
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):
IEC-60444-6國(guó)際,IEC,石英驅(qū)動(dòng)電平依賴性(DLD)的測(cè)量
MIL-C-40468軍用,規(guī)格,水晶單元石英(自2009年9月起取消)
Q-TECH設(shè)計(jì)方法:
-目標(biāo)是設(shè)計(jì)具有最低驅(qū)動(dòng)電平的晶體,具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力,以極低的驅(qū)動(dòng)器到工作驅(qū)動(dòng)電平提供能量啟動(dòng)石英晶振,并在最壞情況下維持穩(wěn)態(tài)振蕩,包括電源電壓變化,功率供應(yīng)斜率,工作溫度和環(huán)境因素.
-Q-Tech驅(qū)動(dòng)電平在基模上為50μW至100μW,在泛音模式振蕩器上為200μW至500μW.
-Q-Tech在晶體測(cè)量中使用驅(qū)動(dòng)電平相關(guān)性(DLD)的標(biāo)準(zhǔn)方法,允許的最大ESR比為1.3:1.
如何測(cè)量Oscillator的驅(qū)動(dòng)水平:
使用Tektronix交流電流探頭放大器TCP312和Tekprobe電流探頭測(cè)量流過晶體的交流電流,電路偏置電壓為3.465Vdc,最小電流靈敏度為1mA.
建立:
-通過連接到晶體的導(dǎo)線插入電流探頭.見圖1.

-測(cè)量直接晶振參數(shù)RS,RL,C0
-RL也可以用RL=RS*(1+C0/CL)2來計(jì)算
-從示波器讀取峰峰值的交流電流(Ipp)
-CalculateRMS電流(Irms)與Irms=Ipp/(2√2)
-Power計(jì)算方法:
Pcrystal=RL*(Irms)2
120MHz第3OVERTONE振蕩器的結(jié)果:C0=1.88pF,CL=20pF,RL=30Ω,F0=120MHz,Vcc=3.465Vdc,Ipp=0.00918A,Irms=0.00325A,Pcrystal=316μW
DERATING:
晶體電流額定值:500mA
降額系數(shù):0.5
實(shí)際電流:3.25mA
應(yīng)力比:0.0065
RESULTSOFA48MHz3rd OVERTONEOSCILLATORQT625L:
WithC0=3pF,CL=20pF,RL=23?,F0=48MHz,Vcc=3.63Vdc
Ipp=0.00112A
Irms=0.00396A
Pcrystal=360µW
DERATING:
Crystalcurrentrating:500mA
Deratingfactor:0.5
Actualcurrent:3.96mA
Stressratio:0.0079

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