普锐特晶体与振荡器电路的温度系数相匹配

普锐特晶体与振荡器电路的温度系数相匹配，当进行需要控制时序的新设计时，一个常见的考虑因素是确定 如果计时装置是晶体或振荡器。本应用笔记比较了设计 和操作影响。它还考虑了晶体和SPXO晶体振荡器的使用KHz范围至1GHz以上。

晶体仅在最终应用中提供频率选择元件。有外部并且需要增益级来实现最终所需的时钟信号。这个晶体频率范围通常被认为小于160MHz。这个频率以上的晶体需要复杂的电路设计，调谐困难，需要专门的高频晶体。

需要提供CMOS或BJT增益级，有许多可接受的配置。这个该级的输入和输出阻抗会影响电路Q。放大器噪声水平会影响这两者相位噪声和抖动。该级如何在有源增益区偏置对振荡器至关重要启动。此外，该阶段的带宽会影响启动特性。如果振荡器电路为了在泛音上操作晶体，放大器中需要一个频率选择装置电路，以确保电路在所需的晶体泛音处仅具有所需的增益和相移。
石英晶体振荡器电路在晶体谐振时产生交流电流。此交流电流或驱动器液位必须低于临界值，否则晶体可能会损坏。过大的电流会导致晶体运动超过弹性极限而断裂。XY切割（音叉）32.768KHz手表晶体必须限制在约5µA或更小，否则晶体的尖端将断裂。
>1MHz的晶体通常是AT切割晶体。这些设备可以容忍较宽的驱动器级别范围在达到毫瓦驱动水平之前，不会发生断裂。增加的老化可能发生在更高的µW驱动范围。过度驱动晶体会激发不想要的振动模式。这些可以导致在不同的狭窄温度范围内出现严重的频率跳跃。
在大多数情况下，晶体在无功负载下运行。这样可以调整最终最终应用中的频率。这通常需要校正频率变化与水晶的时间。CLOAD值决定了频率与负载电容的灵敏度。AT切割晶体对于低值可以具有30ppm/pF的灵敏度。使用更高的负载值电容降低了灵敏度，但增加了振荡启动的难度。CLOAD温度特性可以改变振荡器的频率对温度的响应。

晶体的频率响应由晶体穿过原子的切口决定石英晶振的平面。这导致了稳定且可重复的温度响应。这个曲线图显示了AT切割晶体的不同切割的频率-温度响应。每个曲线有2分钟的弧度不同。
CLOAD温度系数可改变此响应数分钟。CLOAD值和电容器对于振荡器满足期望特性是至关重要的。CSTRAY放大器和放大器相移随温度的变化都会影响频率温度特性。普锐特晶体与振荡器电路的温度系数相匹配.

每条曲线是穿过石英晶体原子平面的2分钟弧的变化。

晶体有许多参数需要指定，以确保接收到符合最终应用程序要求。
频率

校准，设定点为25°C

CLOAD
稳定性，频率与25°C温度的关系

工作温度范围

Cl的最大ESR，晶体谐振电阻

C0范围，引脚间电容

LMOTIONAL或CMOTIONAL，设置晶体的拉出能力

驱动级别

频率和电阻的驱动电平依赖性（DLD）

老化

绝缘电阻

还有其他规格，如每C的最大允许频率变化，或平滑曲线的最大允许响应(扰动控制)。

进货检验或测试需要专用设备:

晶体阻抗计(CI计)

带有特殊测试夹具和软件的网络分析仪

电路板布局对于实现最佳性能至关重要。以下是一些注意事项：

导线长度必须尽可能短。

晶体引线阻抗高，对噪声非常敏感。

电容器和晶体封装的接地节点不得涉及循环噪声源的电流。

如果引线上的泄漏路径低于500K欧姆，这可能会影响振荡器的启动并且还将使频率偏移多达几个ppm。

当使用晶体来设置最终用户提供的有源晶振的频率时，有很多为确保最佳性能而必须进行的考虑因素和设计参数。有关CLOAD的设计注意事项和选择的更多信息，请参阅我们的应用说明810.

振荡器包括1-1.7中所述的使用晶体的所有考虑因素。幸运的是当使用振荡器时，可以容易地解决使用晶体操作的复杂性。

振荡器安装了一个未完成的晶体，在过程的最后部分，晶体的频率在室温下校准。

晶体与有源晶体振荡器电路的温度系数相匹配。水晶改变角度或切口以偏移振荡器电路的温度系数。

晶体引线通常密封在密封晶体封装中最大限度地减少最终使用可能改变振荡器性能的任何机会。
使用示波器、频率可以很容易地测试或验证振荡器的性能计数器和电源。