貼片晶振發展趨勢
來源：http://www.mlnic.org.cn 作者：dgkjly 2012年05月22
貼片晶振發展趨勢
隨著移動手機的高速發展的同時也帶動著各種行業的電子元器件的更新與變遷，隨著手機越來越小，元器件也跟著越來越小，特別是晶振行業，石英晶振在手機的應用領域里面是必不可缺的一款元器件。晶振小型化，SMD晶振系列，是隨著手機的變小而變小。為了滿足手機的應用，石英晶振從5070mm的體積到今天的2016mm體積，恍惚晶振的變小是為了手機而出的，而這種小體積化產品目前都是靠進口晶振產品系列，目前市場主流品牌大部分是日系品牌，如：愛普生晶振，KDS晶振，西鐵城晶振，精工晶振，占據目前大半個手機行業市場的份額。
晶振
產品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經上市。
高精度與高穩定度，無補償式晶體振蕩器總精度也能達到±25ppm，VCXO的頻率穩定度在10～7℃范圍內一般可達±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內頻率穩定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。3．低噪聲，高頻化，在GPS通信系統中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個重要參數。OCXO主流產品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振蕩器最高輸出頻率不超過200MHz。例如用于GSM等移動電話的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。 4．低功能，快速啟動，低電壓工作，低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3V。許多TCXO和VCXO產品，電流損耗不超過2mA。石英晶體振蕩器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規定值范圍條件下，頻率穩定時間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產的SMDTCXO，在振蕩啟動4ms后則可達到額定值的90%。OAK公司的10～25MHz的OCXO產品，在預熱5分鐘后，則能達到±0.01ppm的穩定度。
種類詳解
石英晶體振蕩器
石英晶體振蕩器是利用貼片晶振（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本結構大致是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體的壓電效應：若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械變形。反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現象稱為壓電效應。注意，這種效應是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫補振蕩器（TCXO）、壓控振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型。其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，在日本工業標準(JIS)中，稱其為標準封裝晶體振蕩器（SPXO）。現以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。 晶振，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。
隨著移動手機的高速發展的同時也帶動著各種行業的電子元器件的更新與變遷，隨著手機越來越小，元器件也跟著越來越小，特別是晶振行業，石英晶振在手機的應用領域里面是必不可缺的一款元器件。晶振小型化，SMD晶振系列，是隨著手機的變小而變小。為了滿足手機的應用，石英晶振從5070mm的體積到今天的2016mm體積，恍惚晶振的變小是為了手機而出的，而這種小體積化產品目前都是靠進口晶振產品系列，目前市場主流品牌大部分是日系品牌，如：愛普生晶振，KDS晶振，西鐵城晶振，精工晶振，占據目前大半個手機行業市場的份額。
晶振
產品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經上市。
高精度與高穩定度，無補償式晶體振蕩器總精度也能達到±25ppm，VCXO的頻率穩定度在10～7℃范圍內一般可達±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內頻率穩定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。3．低噪聲，高頻化，在GPS通信系統中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個重要參數。OCXO主流產品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振蕩器最高輸出頻率不超過200MHz。例如用于GSM等移動電話的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。 4．低功能，快速啟動，低電壓工作，低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3V。許多TCXO和VCXO產品，電流損耗不超過2mA。石英晶體振蕩器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規定值范圍條件下，頻率穩定時間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產的SMDTCXO，在振蕩啟動4ms后則可達到額定值的90%。OAK公司的10～25MHz的OCXO產品，在預熱5分鐘后，則能達到±0.01ppm的穩定度。
種類詳解
石英晶體振蕩器
石英晶體振蕩器是利用貼片晶振（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本結構大致是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體的壓電效應：若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械變形。反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現象稱為壓電效應。注意，這種效應是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫補振蕩器（TCXO）、壓控振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型。其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，在日本工業標準(JIS)中，稱其為標準封裝晶體振蕩器（SPXO）。現以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。 晶振，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。
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