晶体振荡器的发展

1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～7℃范围内一般可达±20～100ppm，无源晶体厂家，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。

4、低功能，无源晶体现货，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，无源晶体，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90[%]。OAK公司的10～25 MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm的稳定度。

石英晶体谐振器术语

石英晶体俗称水晶，成分SiO2，它不仅是较好的光学材料，而且是重要的压电材料。晶体的主要特征是其原子或分子有规律排列，反映在宏观上是外形的对称性。人造水晶在高温高压下结晶而成。在电场的作用下，晶体内部产生应力而形变，从而产生机械振动，获得特定的频率。我们利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。

术语 定义

ＡＴ切割 用特殊的切割角度加工晶体的一种切割方法，用这种切割方法加工的晶体有良好的温度特性，是制造石英晶体元件常用的方法。

老化率 石英晶体产品频率相对于时间的稳定性，一般情况下它的变化是几个ppm/年

等效电阻ＲＩ 等效电阻（ESR）通常表明石英谐振器在连续振荡中阻抗性能的好坏

调整频差 各种频率可接收的变化范围（一般情况下用ppm表示）

温度频差 石英晶体元件频率随温度变化而变化的特性。不同的切割方法和不同的切割角度都有不同的特性曲线。

石英晶振的类型和大概区分

石英晶体谐振器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路）组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定谐振器的性能。国际电工（IEC）将石英晶体谐振器分为4类：普通晶体振荡（TCXO），电压控制式晶体谐振器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（ OCXO）。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡（DCXO）等。

 (1)普通晶体谐振器（SPXO）可产生10-5～10-4量级的频率精度，标准频率—100MHZ，频率稳定度是±100ppm。 SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围从21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。 

(2)电压控制式晶体谐振器（VCXO）的精度是10?6～10-5量级，频率范围1~30MHz。低容差谐振器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。封装尺寸14×10×3mm。

 (3)温度补偿式晶体谐振器（TCXO）采用温度敏感器件进行温度频率补偿，频率精度达到10?7～10-6量级，频率范围1—60MHz，频率稳定度为±1～±2.5ppm，封装尺寸从30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。 

(4)恒温控制式晶体谐振器（OCXO）将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消除环境温度变化对频率的影响。 OCXO频率精度是10?7～10-8量级，对某些特殊应用甚至达到更高。频率稳定性在四种类型谐振器。

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