表晶小知识
1.表晶为什么会使用32.768KHz这么特殊的频率点
因为2的15次方=32768
所以32.768KHz=32768Hz,时钟电路用32.768KHz分频15次,就是1Hz
另外,相对于高频晶振,低频的32.768KHz耗电低,抗干扰性好。
2.作为表晶,1ppm的日误差、月误差、年误差到底有多少秒
1ppm=1/1000000
日误差:1*24小时*3600秒/1000000=0.0864秒
月误差:1*30天*24小时*3600秒/1000000=2.592秒
年误差:1*365天*24小时*3600秒/1000000=31.536秒
3. 表晶用网络仪卡测试时,会遇上显示‘不稳定’的情况,这是为什么?
表晶插入夹具加电后,到稳定振荡,会有0.01秒以上的时间,因此,我们的网络仪卡
在测试晶体时,一般会扫描2次,以第2次的为准。
但当第1次和第2次扫描的频率FL的误差超过0.5ppm时,仪器就判定为不稳定。
此时,我们就会使用手动测试机验证,如正常,就判定该产品仍合格。
4.表晶的‘不稳定’发生的原因?如何解决?
由于国内细调工艺,均采用机械砂轮磨调,调后不能再清洗,因此会有少许微尘留在音叉上,在发生振荡时,会出现1ppm左右的变化,因此才会发生‘不稳定’的情况。
另外,如果外壳内真空不好、锡膏未干透、锡点虚焊等,也会发生不稳定的情况。
知道了原因,那么解决就可以有针对性:
1) 采用非机械式的调频,如激光调,不会产生微尘,稳定性会有很大提高
2)压封时要确保外壳内的干净和真空
3)接着时的锡点要干透、焊接牢固
5.表晶制作为什么用音叉晶片,而不是AT切的晶片
压电晶体研究发现,不同的振动模式,只会产生某一频段的振动频率。经过前人研究发现,音叉式振动模式,在KHz段(目前知道的是20-300KHz)的振荡最稳定,才能达到最好的品质。
而AT切的振动,一般在MHz段,才能最稳定,达到最好的品质。
6.表晶的TC曲线是怎么样的?计算公式是什么?
表晶的TC(温度特性)曲线是顶点在25℃处的,开口向下的抛物线,如下图。
音叉的TC曲线,可以通过公式进行理论推算。具体公式为:
温度频差(ppm) = 温度系数*(温度点-25)^2
温度系数一般为:-0.03或,-0.036或,-0.042等
比如,系数为-0.042,在85度的理论温度频差为:
-0.042*(85-25)*(85-25) = -151.2ppm
注意:只要温度不同于顶点温度,不管是温度高还是低,频率都将下降,即ppm的变化为负。
7.用手直接接触表晶表面,频率会发生多大的变化?
人的体温一般在36-37度,根据TC曲线,用手长时间接触表晶表面(5秒以上),发生的频差是: -0.042*(36-25)*(36-25)= -5.08ppm
即频率会下降5.08ppm。因此测试应尽量避免人手直接接触。即使接触少于5秒,频率也会发生偏差。
8.音叉在制作表晶时,频率由什么决定?
音叉在制作表晶时,在固定叉指宽度、晶片厚度、叉指间隔后,主要由叉深决定。成反比,即:叉深越小,频率越高。
机械磨调工艺,采用的是升频法,即先将频率设置在低于标称点,然后逐步调高。
相对应的,我们目前AT切采用的是降频法。通过银层覆盖,增加负荷,达到降频目的。
9.印刷电路板的组装方法
音叉型振动子横向倒放时,请充分固定到电路板上。特别是振动的部位,如图所示在电路板与振动子间放入缓冲材料,或用弹力较好的接着剂(硅胶等)进行固定。另外,请避免在底座玻璃部涂布接着剂。
振动子直立使用时,振动子与电路板间隔开3×8型3mm以上,2×6型2mm以上。