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無源晶振測試參數(shù):FR和FL

發(fā)布時間:2024-08-30 閱讀次數(shù):1510

石英晶體作為時間或頻率基準(zhǔn)源
,其性能直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。了解串聯(lián)諧振頻率FR和負(fù)載諧振頻率FL這兩個關(guān)鍵參數(shù)
,可以有效改善電路設(shè)計,確保系統(tǒng)在各種條件下穩(wěn)定運行


串聯(lián)諧振頻率 FR

FR(Series Resonant Frequency)是指晶振在沒有外部負(fù)載電容的情況下
,由晶體本身的機械和電氣特性決定的自然振蕩頻率

  • 等效電感L1: 由石英的機械質(zhì)量決定的。
  • 等效電容C1: 由石英的硬度
    ,電極面積
    ,晶片的厚度和形狀決定的
    。通常
    ,較大的晶片,通常有較低的諧振頻率

在 FR 時,晶振的等效電路表現(xiàn)為一個純電阻
,這時電路的阻抗最低
,能量傳輸效率最高。它是晶體的固有頻率
,不受外部電路的負(fù)載電容影響。這個頻率是晶體本身的特征
,由晶體的幾何結(jié)構(gòu)
,和材料性質(zhì)決定
。更多內(nèi)容:《晶振電路原理-機械振動及等效電路》

負(fù)載諧振頻率 FL

FL(Load Resonant Frequency)是晶振在25℃和特定負(fù)載電容條件下測出來的實際工作頻率
。FL也被稱為調(diào)整頻率或調(diào)整頻差。

FL的值通常比FR大
,因為負(fù)載電容引入了相移和改變了電路的共振條件。通常用ppm來表示負(fù)載電容對晶振頻率的變化
。FL誤差值越小
,越容易調(diào)整電路穩(wěn)定性
。常見問題: 《
晶振頻差不一樣
,可以替換嗎

調(diào)整頻差FL和負(fù)載電容CL的關(guān)系:

TS頻率靈敏度表示晶振頻率隨著負(fù)載電容變化而產(chǎn)生的變化量
,單位為ppm/pF。更多內(nèi)容: 
《晶振參數(shù):G靈敏度和TS牽引值》

KOAN測試數(shù)據(jù)

S&A250B晶振測試設(shè)備中包含F(xiàn)L和FR參數(shù)的測試
,《
一篇文章讀懂KOAN晶振測試報告》了解更多。以下為KOAN無源晶振KX70, 8MHz頻率的實測數(shù)據(jù):
  • FR為-152.16ppm
    晶振的串聯(lián)諧振頻率FR比其標(biāo)稱頻率低152.16ppm。這是晶振在無負(fù)載電容的情況下的頻率偏差
    。這種偏差可能是由于晶振的制造誤差
    、材料特性或溫度變化引起的
  • FL為1.05ppm
    在特定負(fù)載電容條件下,晶振的頻率相對于標(biāo)稱頻率的偏差為1.05ppm
    。在負(fù)載電容的影響下
    ,晶振的頻率變化非常小
    ,頻率穩(wěn)定性較好。
  • 測試結(jié)果表明
    盡管晶振的FR存在較大的偏差
    ,但在負(fù)載條件下的FL穩(wěn)定性良好
    。該晶振在實際工作條件下的性能較為穩(wěn)定
    。盡量確保負(fù)載電容與晶振的設(shè)計負(fù)載電容匹配,以維持最佳性能

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