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振蕩器電路的測(cè)試是最重要的程序

來(lái)源：http://m.hneyq.com 作者：億金電子 2023年06月14

振蕩器電路的測(cè)試是最重要的程序，許多工程師在設(shè)計(jì)振蕩器電路時(shí)不會(huì)花太多心思在石英晶振上。對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能，無(wú)論如何都可以工作。事實(shí)上，事情并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。
振蕩器電路設(shè)置應(yīng)用的頻率，并要求石英晶體與其其他組件之間仔細(xì)匹配。否則，生成頻率的精度會(huì)受到影響，應(yīng)用甚至可能在現(xiàn)場(chǎng)失敗。資料下載
我們Jauch想要放過(guò)我們的客戶這樣的問(wèn)題。因此，我們對(duì)客戶的振蕩器進(jìn)行詳細(xì)分析電路，旨在實(shí)現(xiàn)晶體和電路之間的最佳匹配。以下在這些所謂的“OSF測(cè)試”過(guò)程中檢查三個(gè)參數(shù)：
1）頻率精度
2）振蕩安全系數(shù)
3）驅(qū)動(dòng)級(jí)別
頻率精度
振蕩器電路的測(cè)試是最重要的程序，振蕩器電路的主要任務(wù)是在整個(gè)應(yīng)用期間和所有環(huán)境條件下產(chǎn)生穩(wěn)定準(zhǔn)確的頻率。為此，總負(fù)載電容（CL）的振蕩器電路必須盡可能接近標(biāo)稱負(fù)載電容（標(biāo)稱CL）的晶體或理想匹配它。
因此，電路分析的第一步是確定總負(fù)載電容（CL），石英晶體在其兩個(gè)末端“看到”。由于與電路的任何直接接觸都會(huì)偽造測(cè)量結(jié)果，因此使用放置在電路上方一小處的近場(chǎng)探頭進(jìn)行無(wú)接觸測(cè)量。然后將晶體焊接出電路，并用晶體網(wǎng)絡(luò)分析儀在標(biāo)稱C下測(cè)量L.
總 C 的偏差越大L從標(biāo)稱 CL的晶體，頻率偏差越大。但是，通過(guò)檢查分析儀中的晶體，可以確定需要哪些校正來(lái)提高電路的頻率精度。
振蕩安全系數(shù) （OSF）
第二步，振蕩檢查振蕩器電路的安全性。該術(shù)語(yǔ)描述電路的能夠在所有可以想象的環(huán)境中快速可靠地啟動(dòng) 條件。因此，分析的重點(diǎn)是電路。
如圖1所示，電路中內(nèi)置了一個(gè)新的附加電阻（R Pot），與石英串聯(lián)。然后逐步增加R電位器的電阻，直到振蕩停止。該方法模擬“最壞情況石英”，并揭示特定振蕩器電路中石英的最大允許阻抗。
以這種方式確定的最大阻抗與石英晶振的ESR，最大值之比最終產(chǎn)生振蕩安全系數(shù)（OSF）。
對(duì)于MHz晶體（AT-Cut），大于5的OSF被認(rèn)為足以滿足大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的需求。對(duì)于與安全相關(guān)的應(yīng)用，例如汽車行業(yè)或醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用，通常需要大于 10 的 OSF。
對(duì)于KHz晶體，OSF值在3到5之間必須已經(jīng)被評(píng)為良好，大于5的值必須被評(píng)為非常好，因?yàn)檫@些電路的設(shè)計(jì)功耗非常低。
驅(qū)動(dòng)器級(jí)別

振蕩器電路的測(cè)試是最重要的程序，為了防止石英過(guò)載，確定作用于石英的功率。為此，第一步是使用HF電流鉗測(cè)量流過(guò)石英的電流強(qiáng)度（圖2）。石英的“驅(qū)動(dòng)電平”是根據(jù)該測(cè)量結(jié)果和已經(jīng)確定的電路參數(shù)計(jì)算得出的。驅(qū)動(dòng)電平不得超過(guò)石英數(shù)據(jù)表中指定的最大值。
超過(guò)最大驅(qū)動(dòng)級(jí)別可能會(huì) 導(dǎo)致頻率偏差，或者在最壞的情況下，甚至導(dǎo)致調(diào)整振蕩器電路
通過(guò)所有三項(xiàng)測(cè)試的振蕩器電路可以放心地集成到預(yù)期的應(yīng)用中。但是，如果測(cè)試顯示缺陷，則必須調(diào)整電路。例如，如果頻率精度存在問(wèn)題，電路中負(fù)載電容器的變化可以減小電路C之間的差異L和標(biāo)稱 CL的石英晶體，從而提高頻率精度。有時(shí)還需要用另一種類型替換最初安裝的晶體。

電路的任何變化都意味著此處列出的所有測(cè)試必須再次進(jìn)行。這使得搜索石英和電路之間的完美匹配需要修補(bǔ)的工作幾個(gè)小時(shí)。由于組件尺寸小，大部分工作是在顯微鏡下完成。
完成 OSF 測(cè)試后， Jauch為客戶提供詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。此報(bào)告包含所有重要的測(cè)量值，如果需要，還包含清晰的調(diào)整電路的建議。這樣，任何問(wèn)題往往都是在批量生產(chǎn)開(kāi)始之前檢測(cè)并避免。

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