我們在電路中使用晶振時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到這樣的問題：一是所采用的晶振在電路中匹配不理想，影響使用效果；二是晶振在產(chǎn)品電路中的溫度漂移太大，甚至影響產(chǎn)品的性能。石英晶振溫度漂移一般是指環(huán)境溫度變化時(shí)會(huì)引起晶體管參數(shù)的變化，這樣會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，使電路動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至使電路無法正常工作。簡單來說，隨著外界溫度的變化而引起晶振頻率隨之變化的現(xiàn)象就是溫漂。
在電子產(chǎn)品日新月異的今天，成本問題肯定是生產(chǎn)商考慮的首要因素，同樣對晶振的運(yùn)用也會(huì)考慮到成本因素，因此工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，因石英晶體振蕩器（有源晶振）比普通無源諧振器價(jià)格高出

5~10倍，從而更多地選擇使用無源的晶體運(yùn)用到電路中。只有在一些高端產(chǎn)品如工控類、高速通信類產(chǎn)品才會(huì)使用有源晶振，因此就產(chǎn)生了以上常見的問題。究其原因，無源晶振的使用效果不僅取決于晶振本身的指標(biāo)，還與振蕩電路的設(shè)計(jì)匹配有很大的關(guān)聯(lián)性，常常導(dǎo)致出現(xiàn)匹配不理想的狀況。有源晶振是直接將晶體與振蕩器IC“捆綁”封裝調(diào)試后提供給用戶，避免了客戶端因晶體負(fù)載匹配不當(dāng)，造成電路頻率漂移的麻煩。下面來簡單介紹有源晶振是如何做到避免出現(xiàn)以上不良情況的。
        石英晶體俗稱水晶，成分為二氧化硅，具有“壓電效應(yīng)”和極高的品質(zhì)因數(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種振蕩電路，其頻率穩(wěn)定度一般可以達(dá)到10^-6~10^-8數(shù)量級(jí)，甚至更高。然而其頻率精度受到石英晶體自身所固有的兩個(gè)特性影響：頻率牽引量（TS）和溫漂。頻率牽引量是描述石英晶體頻率精度隨著負(fù)載電容變化而變化的物理量，單位為PPM/PF.溫漂是描述晶體頻率精度隨著溫度的變化而變化的物理量，為石英晶體所固有的特性，其頻率溫度曲線與石英晶片的切型和切角有關(guān)。從用戶使用角度講，用戶沒法改變晶片的切角切型，卻很容易改變振蕩回流的負(fù)載，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，我們在使用石英晶體諧振器時(shí)，容易出現(xiàn)因負(fù)載不匹配造成的頻率漂移現(xiàn)象。
        而有源晶振之所以具有高精度和高穩(wěn)定度，原因在于晶振內(nèi)部使用了專業(yè)振蕩IC，在未對晶振封裝前，通過對水晶片上的電極噴銀或者刻蝕等方式改變晶片厚度并對晶體頻率進(jìn)行微調(diào)，從而使振蕩電路輸出想要的目標(biāo)頻率，避免了因負(fù)載不匹配造成的頻率漂移，提高了振蕩電路的精度。
        石英晶振還有一個(gè)重要的特性——溫度漂移。所有的石英晶體材料做成的頻率器件，均有一定的溫漂。溫漂成為影響石英晶體諧振器及石英晶體振蕩器頻率精度的重要因素。溫補(bǔ)晶振（TCXO），恒溫晶體振蕩器（OCXO），都是針對晶體的頻率溫度特性做相應(yīng)的補(bǔ)償，頻率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb（1ppb=10^-3ppm），甚至更高。所以溫度補(bǔ)償成為彌補(bǔ)石英晶體溫漂的重要手段。然而，市面上針對KHZ級(jí)別的溫補(bǔ)晶振少之又少，其原因，我可以從晶體的切型方面分析。石英晶片的切型大致可以分為AT切、BT切、CT切、DT切等。
        32.768KHz音叉晶振，隨著工作溫度偏離常溫25℃越遠(yuǎn)，溫漂也隨之變大，在-10℃~60℃其溫漂達(dá)

到將近50ppm，如按工業(yè)級(jí)-40℃~85℃計(jì)算，溫漂高達(dá)151ppm，難以適應(yīng)工業(yè)級(jí)工作溫度范圍的電子產(chǎn)品，對其進(jìn)行溫度補(bǔ)償也較為困難，因此，市面上針對32.768KHZ的TCXO很少，且價(jià)格極為昂貴。然而，如果能將晶片切型改為AT切的切型，那么工業(yè)級(jí)溫度頻差控制在±30ppm以內(nèi)將不成問題。然而，AT切晶體只針對MHZ頻率的晶體，如何轉(zhuǎn)換成32.768KHZ頻率呢？有源晶振32.768KHZ通過分頻方式，便可以實(shí)現(xiàn)。如采用AT切16.777216MHZ晶體，通過512分頻，那么就可以得到想要的32.768KHZ頻率。有源晶振實(shí)現(xiàn)對頻率的分頻并不困難，都集成在振蕩IC內(nèi)部。因此，使用AT切MHZ 分頻實(shí)現(xiàn)的32.768KHZ石英晶體振蕩器，在頻率溫度特性上，有很大的改良，在沒有進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，-40℃~85℃條件下，溫度頻差保持在±30ppm甚至±20ppm都是可以實(shí)現(xiàn)的。
有源晶振的高穩(wěn)定性和高精度主要原因在于減少了繁瑣的晶體負(fù)載匹配過程，且使用了專業(yè)的振蕩IC,提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。然而，采用MHZ分頻做出的32.768KHZ石英晶體振蕩器在功耗上面會(huì)略比使用KHZ作為振蕩源的功耗會(huì)略大，一般工作輸入電流<0.5mA（3V），靜態(tài)消耗電流<10uA,功耗從實(shí)際測試上看，還是比較小的。因此，對32.768KHZ頻率有特定的溫度頻差要求的產(chǎn)品，不妨可以考慮一下使用32.768KHZ晶體振蕩器。

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合理選用晶振,最大可能的避免溫漂

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