FC-4000-I 高精度晶振測(cè)試儀

1.1晶振介紹及應(yīng)用

晶振

晶振是一種通用頻率元件，以材質(zhì)可分為石英晶振，陶瓷晶振；以封裝可分為貼片晶振，插件晶振；從供電方式可分為有源晶振和無源晶振。一般的晶振作用是產(chǎn)生頻率源，它給IC提供基礎(chǔ)時(shí)鐘。

在無線通信、定位、導(dǎo)航、遙控、航空航天、高速計(jì)算機(jī)、精密計(jì)測(cè)儀器、物聯(lián)網(wǎng)通信、消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化、安防類、醫(yī)療儀器、汽車電子等行業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用于所有的電子設(shè)備中。

晶振的性能參數(shù)至關(guān)重要，比如：頻率偏差，溫度漂移、相位噪聲、阻抗特性等。針對(duì)常用直插和貼片晶振，有源和無源類型，我們?cè)O(shè)計(jì)了晶振測(cè)試工裝，配合頻率計(jì)使用方便晶振篩選和物料驗(yàn)證。

1.2 晶振參數(shù)特點(diǎn)介紹

1.頻率：常用的晶振頻率為8MHz、25MHz等，如單片機(jī)中常用8MHz晶振；

2.穩(wěn)定度：指在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，與標(biāo)稱頻率允許的偏差，用ppm（百萬分之一）表示，一般晶振穩(wěn)定度在50ppm以下；

3.波形種類：晶振波形一般是正弦波或者方波；

4．電壓：常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等，其中3.3V應(yīng)用，也有很少的高壓應(yīng)用，如12V或以上；

5.溫度范圍：工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+85℃。對(duì)于某些特殊場(chǎng)合如航天等，對(duì)溫度有更苛刻的要求；

6.相位噪聲：相位噪聲是頻譜純度的度量，所以一般的晶振相噪更低，如TCXO或OCXO（恒溫晶振）；

7.封裝：有插件(DIP)、貼片(SMD)封裝，插件如長(zhǎng)方形的DIP4封裝，正方形的DIP8封裝等，貼片有7.0*5.0、6.0*3.5mm，5.0*3.2mm，3.2*2.5mm，2.5*2.0mm等封裝；

其中最重要的指標(biāo)是頻率穩(wěn)定度。所謂高穩(wěn)，就是頻率穩(wěn)定度非常好的晶振，如很少受外界溫度的影響，老化慢。

1.3 晶振分類
無源晶振

無源晶振（直插）左、（貼片）右

無源晶振等效電路與振蕩電路

　　無源晶振是一種無極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無法振蕩起來。無源晶振一般沒有電壓的要求，信號(hào)電平是可變的，也就是說是根據(jù)起振電路來決定的。

有源晶振（直插）左、貼片（右）

有源晶振內(nèi)部等效電路

有源晶振
　　有源晶振是一個(gè)完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件等聯(lián)合放大信號(hào)。信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力好，工作較為穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，供電和輸出連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的配置電路。

1.4 如何測(cè)試晶振頻率

晶振波形解析

晶振波形一般是正弦波或者方波，當(dāng)輸出波形是方波時(shí)，一般上升沿比較陡峭，且包含了較多的高頻分量，如果使用示波器，要保證測(cè)試的探頭有足夠的頻率帶寬（一般用X10檔位擴(kuò)展帶寬）。

現(xiàn)有測(cè)試手段

1>示波器測(cè)試

有源晶振輸出正弦波或方波。如果有源晶振把整形電路(施密特整形)做在有源晶振里面了的話，輸出就是方波。

保證信號(hào)質(zhì)量需要更好的接地；
探頭的輸入電容比晶振的負(fù)載電容要大，當(dāng)使用不恰當(dāng)?shù)奶筋^進(jìn)行測(cè)量時(shí)可能會(huì)引起晶振停振；
要顯示較好的方波，儀器至少需要至少5倍的頻率帶寬；（比如25M晶振，那么100M的示波器看到的方波可能變形為類sin信號(hào)，有部分幅度失真，用200M以上的示波器，配合高帶寬探頭）
一般的示波器是基于周期觸發(fā)測(cè)量頻率，由于示波器的時(shí)間基準(zhǔn)誤差較大，示波器只能用來粗測(cè)頻率，測(cè)量誤差較大；帶計(jì)數(shù)器功能的示波器略好，但是相對(duì)精度最多到1ppm，示波器測(cè)量對(duì)于精密的頻率偏差不可取。

 2>頻譜儀測(cè)試

頻譜儀可以測(cè)量晶振的頻偏，連接好儀器后可以查看中心頻率點(diǎn)，即晶振的頻率，這種測(cè)試需要很小的BRW，同時(shí)要求頻譜儀的時(shí)間基準(zhǔn)比較準(zhǔn)確。一般來說，頻譜測(cè)量同樣也有很大誤差，不能用來做精密測(cè)試，低端頻譜儀可能誤差比示波器更大。

3>頻率計(jì)測(cè)試

   頻率計(jì)是專門測(cè)試頻率的儀器，通常有10位或12位的顯示精度（比如安捷倫53181A，53132A或是德53220A等型號(hào)，但通常比較昂貴），具體精度還取決于儀器的參考時(shí)鐘等級(jí)（溫補(bǔ)，恒溫，或者原子鐘等），使用過程中還有儀器頻標(biāo)的老化或溫漂等誤差。

我們?cè)偬峁┚д駵y(cè)試儀的同時(shí)，還配套本公司的便攜式高精度FC-4000的射頻頻率計(jì)，聯(lián)合完成高精度的晶體頻率測(cè)試。

1.4 晶振測(cè)試儀

1.5 晶振測(cè)試典型應(yīng)用：

 從業(yè)人員

• · 晶體銷售,對(duì)存貨，進(jìn)貨或銷售中的晶體進(jìn)行驗(yàn)證或篩選；
• · 公司采購，對(duì)晶振進(jìn)貨批次進(jìn)行抽樣驗(yàn)證；
• · 研發(fā)人員，晶體或晶振篩選小批量用于樣品生產(chǎn)，選擇頻率穩(wěn)定度更好或更準(zhǔn)的晶振，盡而控制產(chǎn)品性能；

行業(yè)應(yīng)用

• · 通信儀器設(shè)備制造商，對(duì)生產(chǎn)前的晶體物料進(jìn)行篩選，避免出現(xiàn)不良品焊接在PCB電路上，如軟件無線電、無線通信測(cè)量?jī)x器、物聯(lián)網(wǎng)通信組網(wǎng)對(duì)時(shí)鐘基準(zhǔn)晶體進(jìn)行精確測(cè)量；
• · 消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商，檢測(cè)電子產(chǎn)品時(shí)鐘電路，如：智能電表、電腦主板、溫控器、定時(shí)器、電子秤以及電子收款機(jī)上計(jì)時(shí)功能的精密測(cè)量；
• · 汽車電子設(shè)備、醫(yī)療電子、安防電子、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備等生產(chǎn)商，對(duì)于提供基準(zhǔn)頻率的晶振進(jìn)行驗(yàn)證或篩選；
• · 高校教學(xué)使用，可通過晶體篩選加深學(xué)生對(duì)晶體參數(shù)指標(biāo)的理解，同時(shí)也可以對(duì)即將生產(chǎn)的物料進(jìn)行測(cè)試；
• · 研究所等科研項(xiàng)目產(chǎn)品，篩選一致性好的晶振，加速科研項(xiàng)目的研發(fā)；
• · 石英鐘表行業(yè)生產(chǎn)商，常用32.768kHz，對(duì)石英晶體的篩選，選擇頻率更加穩(wěn)定的晶體，提高石英表的準(zhǔn)確度；

晶振測(cè)試儀工裝簡(jiǎn)介

OSCT-L 高精度晶振測(cè)試工裝

頻率范圍：

· 無源：32.76kHz～32MHz；

· 有源：DC～100MHz；

OSCT-H 高精度晶振測(cè)試工裝

頻率范圍：

· 無源表貼：4MHz～50MHz

· 無源直插：4MHz～40MHz

· 有源表貼：DC～100MHz

高頻/低頻 晶振測(cè)試工裝介紹