AT 和 SC差異其對晶體振蕩器性能的影響

作者： 揚興晶振 日期：2021-11-05 瀏覽量：

  每個石英晶體振蕩器的內部都有 一種叫做水晶坯的東西。晶體毛坯是振蕩器的諧振元件，當受到電壓電位時，它將開始以“基頻”振動和振蕩。可想象的那樣，制造晶體毛坯的方式會對晶體振蕩器性能產生重大影響。對晶體和振蕩器性能影響最大的制造步驟之一是切割晶體毛坯時石英的方向。

  晶體坯是從一塊較大的石英塊上切割下來的，由于石英是晶體，因此材料的內部結構是一種可預測的晶格結構。因此，晶格結構的方向或角度可以產生不同的晶體坯“切割”。晶體振蕩器中使用的兩種最常見的石英晶體切割是AT切割和SC切割。就像任何其他工程或設計決策一樣，它們都有自己的優點和缺點，必須在頻率控制設備的設計階段進行權衡。

  AT是溫度補償切割，這意味著切割的方向使得晶格的溫度系數對晶體性能的影響最小。

  SC(應力補償)也是溫度補償。SC切割最初于1974年開發，是一種雙旋轉切割(類似于木工的復合斜切切割)。

  在為特定應用選擇振蕩器時，了解晶體振蕩器核心的晶體類型很重要。AT切割和SC切割之間不同的關鍵參數是頻率與溫度穩定性、晶體老化、g靈敏度、初始頻率精度、可用性和成本。

  頻率與溫度

  頻率與溫度穩定性是描述晶體振蕩器的頻率輸出如何隨溫度變化的規范。FvT性能以十億分之幾或 PPB 來衡量。SC切割將改善振蕩器的性能。主要原因是晶體轉折點附近曲線的斜率。通常，SC切割的斜率是具有相同轉折點的 AT切割斜率的 1/3。SC切割提高 FvT性能的另一個領域是在井下應用中看到的高溫范圍(-20℃至+200℃)下運行。與AT的+27℃相比，拐點溫度約為+90℃，SC將在這些范圍內實現更嚴格的穩定性。在這個擴展的溫度范圍內，改進可能高達5倍。

  水晶老化

  晶體老化是描述晶體頻率在晶體壽命期間如何變化的規范。 晶體老化是晶體振蕩器內雜質的結果 。老化也用PPB來衡量。SC切割對某些老化效應不太敏感，例如晶體安裝應力、晶體毛坯電鍍應力、電子設備性能的變化。

  G-敏感性

  G靈敏度描述了沖擊和振動對晶體振蕩器頻率輸出的影響。G敏感性以PPB/G 為單位測量。由于石英晶體是一種在電壓電位下振動的機電器件，因此引入振動會導致電輸出特性發生變化。事實上，g靈敏度是振蕩器相位噪聲的主要貢獻者。

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