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不管是产品选型,还是电路设计,对于工程而言总会遇到大大小小的问题,那么如何更好的设计PCB呢？这样设计PCB印刷电路板减少问题,在设计印刷电路板时,应考虑通过防止来抑制EMI水平负阻力下降.

1.PCB上的图案长度

为了防止布线的电感和杂散电容导致电气特性的劣化,建议以最短的接线长度连接IC和电容器的石英晶体单元.这种模式长度应大约在2厘米以内,但长度越短,EMI辐射越小放置IC和晶体单元等元件不会成为问题.由于EMI主要来自于在逆变器的OUT侧,该部分的图形长度应该是晶体振荡电路中最短的.而且,插件晶振不是优选的,因为它们成为EMI的来源.

2.晶体振荡电路以外的图案的影响

在设计多层PCB的情况下,重要的是不设计场地或其他信号模式在图中圆圈部分的振荡电路下,以防止负电阻减小,并获得石英晶体振荡器稳定的启动特性.特别是,如果其他信号线位于靠近IN侧的位置振荡电路,振荡波形将被调制引起噪声,并在OUT侧放大成为EMI的原因.由于晶体振荡电路可能会停止启动,如果IN端子的电压和OUT端子在其他信号线的影响下变得相等,强烈建议不要设计它.还应该避免在振荡电路附近的层上放置场地,因为它会减少负面阻力很大.

石英晶体是构成微控制器等IC的参考时钟的重要组成部分之一.它们广泛用于不同的产品,从诸如蜂窝电话和智能电话的移动通信终端设备到汽车和家用电器.对石英贴片晶振的小型化存在强烈需求,特别是对于移动通信终端设备.设计这些部件的挑战之一是在保持产品特性的同时实现产品的小型化.在本文中,我们将介绍如何使用采用有限元方法（FEM）的仿真技术有效地进行设计工作.

1.AT切割石英晶体和振荡器电路

AT切割石英晶体是由合成晶体制成的器件,并使用晶体的压电特性(厚度剪切振动).图1显示了村田制作所产品的典型结构.图2显示了其等效电路.该器件是构成电子振荡器电路的重要部件之一,该电子振荡器电路用作参考时钟,例如,微控制器的操作所需的参考时钟.图3给出了振荡器电路的典型配置.振荡器电路通过放大通过石英晶振的电信号产生时钟信号.如图4所示,石英晶体的电阻随频率变化.石英晶体的电阻在晶体坯料的主振动频率处取最小值.ESR.振荡器电路在晶体坯料的主振动频率附近振荡,产生时钟信号.

  VCXO晶振自身带有电压控制功能,京瓷晶振提供3225,5032,7050晶振等封装供应客户选择.具有低功耗,低抖动,高频率,高温等特点.以下是亿金电子进口晶振代理商整理的京瓷VCXO晶振型号表,欢迎收藏选用.

   京瓷温度补偿晶体振荡器型号包括KT1612A晶振,KT2520K晶振,KT3225K温补晶振,KT7050B晶振等,具有10M~60MHZ宽频率范围,具有小体积,高精度,性能稳定等特点.京瓷TCXO晶振供应电压1.68V～3.63V,低功耗,低抖动.适用于各种高频率稳定应用.

村田晶振公司成立于1973年,发展至今已是国际有名的频率元件制造商,所制造的陶瓷晶体,陶瓷谐振器,石英晶振成为诸多工厂企业指定品牌.下面为亿金电子给大家介绍的村田石英晶体谐振器应用以及包装,包括消费级和工业用晶体,欢迎广大用户收藏选用.

消费用与工业用晶体谐振器实现小包装及高度精确的频率,其使用了村田成熟的包装技术及高规格的晶体元件.具有3225,2520,2016,1612等封装,包括MCR1210晶振,MCR1612晶振,HCR2016晶振,HCR2520晶振,TSS-3225J晶振等型号.村田石英晶振谐振器具有以下特点

村田石英晶体谐振器特征

1.村田石英晶振可使用在需要高精度的应用中.尤其是通信时钟的最隹选择,如全球定位系统、Wi-Fi、蓝牙、低功耗蓝牙、SATA和USB3.0等.

2.村田晶体谐振器产品体积极为小巧,可减少安装空间.

3.村田石英贴片晶振均符合RoHS指令,不含铅.

村田石英晶体谐振器应用

1.全球定位系统时钟控制芯片：智能手机、可穿戴设备、模块等.2.Wi-Fi、蓝牙和ACPU时钟控制芯

片：智能手机、可穿戴设备、模块等.

3.低功耗蓝牙时钟控制芯片：可穿戴、健身和医疗保健设备、模块等.

4.含SATA接口的存储设备：HDD、SSD、光存储装置等.

5.USB（超高速和高速）时钟控制芯片：手机、数码摄像机、数码相机、便携音频设备、计算机外部设备等.

6.个人电脑、试听设备的时钟控制芯片.

7.音频设备和乐器等.

8.PLC、逆变器、伺服机、伺服电机等时钟控制芯片.

9.液晶显示屏、可编程显示及视听设备时钟控制芯片.

10.替换其他晶体谐振器或石英晶体振荡器的其他应用.

IoT是物联网的英文名称缩写,物联网是互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络.物联网发展迅速将现实世界数字化,应用范围十分广泛.

自从2016年NB-IoT标准推出后,LoRa和NB-IoT谁更好的话题就没断过.但实际上物联网发展LoRa和NB-IoT谁都离不开高精密石英贴片晶振等频率元件.

从技术上看,两者并无优劣之分,主要区别在于NB-IoT由电信运营商的标准延伸出来,采用统一部署覆盖全国的网络、网关进行收费运营,数据通过运营商传输；而LoRa标准则从商业运用中诞生,不管是大企业还是小家庭,都可以搭建自己的内部网络实现运营.

2019年,来自垂直市场的强劲需求将会推动对成熟物联网平台的需求,尤其在中国,从各种设备中收集大量数据是一个很大的推动力,中国也为LoRaWAN提供了巨大的机遇.这也加大了对石英晶体,贴片晶振的使用要求.

晶振是为电路提供频率信号的关键,大大小小的电子智能产品均会用到.为了更好的实现物联网时代,各大晶振厂商不断努力研发创新,不仅制造更高技术要求的差分晶体振荡器,更是推出世界级小体积的1008贴片晶振.具有超小型,高精度,低功耗,耐恶劣环境等特性.

目前LoRa已形成完整的生态系统,每一环均有大量的企业参与,包括芯片厂商、晶振晶体厂商、软件厂商、模块网关厂商、系统集成商、终端硬件厂商、网络运营商等.

   NDK在日本晶体行业中占有重要地位,不仅提供大量优异的石英晶体谐振器,同时推出并且制造了多种符合市场需的有源晶振,差分晶体振荡器,如NP3225SB晶振,NP5032SB差分晶体振荡器.NDK差分晶振输出优势:对有线数据通信有更好的抗噪声干扰力.提供晶体振荡器的低振幅给客户的回路.(双振幅在客户的回路上是可用的）

   切削方向,振动模式和频率范围之间的关系

    石英晶体振荡器的等效电路
   晶体单元可以由电感,电容和电阻的串联电路表示,以及电气等效电路,其中电容与其并联连接,如下图所示,靠近其主谐振频率.
   这里,C0是在端子之间添加杂散电容的电极之间的电容,并且通常被称为并联电容.
   L1和C1是作为机电振动系统的石英晶体振荡器的等效常数,并且由切割类型,切割角度,石英片的外部尺寸,电极结构等确定,它可以制造.
   R1表示振动损失,这取决于诸如换能器处理方法,存储方法和几何形状的条件.
   L1称为等效串联电感,C1称为等效串联电容,R1称为等效串联电阻.

NDK CRYSTAL总部位于日本,是专业研发生产频率元件的知名制造商.生产大量的石英贴片晶振,SAW滤波器,晶体振荡器等.亿金电子多年来诚信经营为广大用户提供了诸多晶振产品,代理NDK晶振,NDK声表面滤波器,同时免费提供技术资料查询下载,以下就是NDK的声表面滤波器的正确使用笔记,欢迎大家收藏.

请仔细阅读以下注意事项以确保NDK的SAW滤波器使用正确并提供最佳性能.

1.仅在最大额定值范围内使用NDK声表面滤波器.

2.高压直流电压和过高的输入电平导致其特征更加迅速恶化.确保在其额定值范围内使用它们.

3.输入和输出端子上的静电导致SAW滤波器内部的恶化和故障设备.

4.如图6所示,振幅和波纹出现波纹由于电耦合,群延迟时间特性输入和输出之间. 使用声表面滤波器时,请确定屏蔽接地条件使电耦合输入和输出之间的差别很小.使用以下等式计算纹波周期：Δf=1/T.

  村田是日本有名的电子元件制造商,所生产的陶瓷晶振在世界上数一数二,多年来一直不断研发创新更多高质量的产品.早在多年前利用自身丰富的专业知识,独特的封装技术研发制造了一系列石英晶振,包括小型SMD晶振,晶体振荡器等,具有小体积,高精度,低功耗等特点.

  精密TCXO晶振（温度补偿晶体振荡器）是一种自身带有温度补偿功能的带电压晶振,TCXO晶振与网络基础设施的OCXO晶振相比,可实现相同的频率精度.

  为了实现与4G和5G的高精度同步,村田晶振正在开发频率稳定性为Stratum3级或更高级别的晶振产品.不仅具有温度补偿功能,并且具有电压控制功能.除了可选的Vc功能外,还可以从限幅正弦或CMOS中选择输出波形.

  村田精密TCXO温补晶体振荡器产品规格

系列	尺寸（mm）*	频率	温度变化	工作温度范围
Cliping Sine  具有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.2ppm的	-40°C至85°C
Cliping Sine  没有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.2ppm的	-40°C至85°C
CMOS  具有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.28ppm	-40°C至85°C
CMOS  无Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.28ppm	-40°C至85°C

  村田精密TCXO温补晶体振荡器的优势

  5G需要更精确的定时装置,但是在OCXO晶振中存在高成本,尺寸和功耗等问题.因此,村田制作所将继续提高TCXO晶振的准确性,以创造不再需要OCXO的环境.村田制作所的精密TCXO晶体振荡器具有与OCXO晶体振荡器同样具备高温度特性,在-40ºC至85ºC的温度范围内,精度为+/-200ppb.该产品可确保G.8262在EEC（以太网设备时钟）中所需的保持和自由运行的准确性.

  村田TCXO晶振满足市场需求提供提供频率10M~50MHZ范围,具有低电源电压,低抖动等特点.村田精密TCXO温补晶体振荡器应用：基站（SmallCell/eNodeB/gnodeB）,交换机/路由器（IEEE1588/PTP/SyncE）,无线设备/无线电设备等.

  为了承受更恶劣的环境,村田晶振公司现在正在开发具有更宽温度范围的石英贴片晶振产品.除小型电池外,该产品还适用于使用IEEE1588/PTP或同步以太网的高精度同步系统.

   ECS晶振是美国知名晶体元件制造商,一直以来为广大用户创造了大量优异的晶振产品,从陶瓷谐振器到有源晶体振荡器,各种规格的晶振晶体满足市场需求.ECS有源晶振从小体积2016mm~7050mm晶振,频率范围宽广,精度稳定,性能强.

   以上为西迪斯2520有源晶振编码, 不同的型号代表了不同的晶振参数,对应的20MHZ晶振频率,采用小体积2.5x2.0x0.9mm封装,为HCMOS输出方式,具有低电源电压可供1.8V/2.5V/3.3V等多种选择.

    美国ECS晶振成立于至今超过40年,积累了丰富的专业知识,多年的生产经验,为广大用户选择使用ECS Crystal提供了强有力的保障.所生产的石英晶振,贴片晶振均选用符合无铅无害的环保材料,并且获得ISO9001和ISO14001认证.具有高稳定性,高可靠使用特性,获得广大用户一致认可.

作为高可靠性晶体和振荡器的制造商,FMI Crystal拥有丰富的经验,可提供最佳频率和频率适用于恶劣环境和极端温度系统和仪器应用的定时组件.FMI晶振适用于太空产品,包括SMD晶振,高稳定晶体,石英晶体振荡器和压控振荡器等.

FMI晶振产品满足客户对PCB,Hybrid和MCM组件配置的要求.我们提供各种封装类型的石英晶振晶体和多样化的外形尺寸,包括符合要求的DIP晶振和表面贴装SMD晶振类型.

极端环境运行条件下的石英贴片晶振性能要求.

微型表面贴装封装3225,5032,7050晶振（所有尺寸均以mm为单位）和扁平封装等.

通孔封装-DIP晶振,TO型和带引线SMD晶体.

FMI Crystal是开发和实施最小封装尺寸的市场领导者,所生产小体积晶振占用电路空间少,精度稳定,使用可靠性高.FMI晶振产品涵盖传统的通孔封装平台.FMI晶振的包装产品种类相对没那么多,专为最适合较小规模和机器人太空任务而量身定制,FMI的 SMD晶体振荡器,可在宽温度范围内实现高可靠性操作.

   伊西斯晶振是美国知名品牌,主要生产制造32.768K时钟晶振,SMD晶振,有源晶振等晶体元件.以下表格中是ECS石英晶体振荡器原厂编码.每一个对应不同的参数,均为2520贴片晶振封装.具有小型,高精度,低电源电压,低老化等特点.被广泛用于无线通信,网络,GPS导航,智能家电,笔记本等.

    以上伊西斯ECS-2033-200-A-TR晶振对应3.3V电压的编码均为频率20MHZ,是一款市场比较常用的频点,采用超薄小尺寸2.5x2.0x0.9mm,极小的体积在电路板中使用节省了不少空间位置.4脚表面贴装可使用机器上线,效率高,成本低.ECS-2033晶振采用的是HCMOS输出,除了3.3V,也提供1.8V和2.5V电源电压,多种精度偏差供应客户选择,更多伊西斯晶振欢迎咨询亿金电子进口晶振代理商0755-27876565.

Q-Tech的振荡器老化方法导致精密制造方法和在商业领域无与伦比的实质性测试和性能监控.实现Q-Tech晶振依靠设计传统和专业知识,确保我们的设计所需的准确性和精确度在电气工程中加上内部制造.所有Q-Tech晶体振荡器都是在严格的洁净室污染控制下在美国现场制造.后振荡器组装完成后,Q-Tech能够按照MILPRF-38534和MIL-PRF-55310进行几乎所有内部测试,用于B/H级和S/K级.测试变得非常对于振荡器老化特性至关重要的应用非常重要.Q-Tech晶振测试使用单度扫描方法在整个工作温度范围内的所有器件增量. 可以在下面找到测试样本列表：

所有Q-Tech B类振荡器的100％测试：

A组,电气测试：电源电压,输入电流,输出波形,输出电压功率,上升和下降时间,占空比和启动时间（根据需要）

频率-Q-Tech晶振温度稳定性：参考时的初始准确度温度,初始频率-温度精度和频率-温度公差

频率电压容差：输出频率是在何时测量的振荡器电源电压调整到其指定的标称值,直到其最大值/最低价值

过电压不存在：过电压比最大值高20％规定

视觉和机械：验证材料,设计,施工,工艺,物理尺寸和标记,按照MIL-PRF-55310

符合MIL-STD-202的方法208的可焊性测试

B组,老化测试：Q-Tech晶体振荡器在烤箱中通电连续30天,70ºC±3ºC.输出频率在最大72小时的间隔内测量,按照MIL-PRF-55310

在所有Q-Tech B类振荡器类型的基础上进行的测试：

C组

根据MILPRF-55310,MIL-STD-202,方法204的非振动（正弦）振动

按MIL-STD-202,方法213（非操作）进行冲击（指定脉冲）

按MIL-STD-202,方法107进行热冲击

符合MIL-STD-202,方法105的环境压力（运行和非运行）,和MIL-PRF-55310

符合MIL-PRF-55310的存储温度

按照MIL-STD-202,方法210对焊接热量的抵抗力

符合MIL-STD-202的防潮性,方法106

按照MIL-STD-883进行盐雾化,方法1009

符合MIL-STD-202的终端强度,方法211

按照MIL-STD-202,方法215对溶剂的耐受性

品质差异与传承

除了强大的高可靠性方法设计和制造每个Q-Tech晶振,晶体振荡器,强大的质量管理体系是许多潜在风险的重要缓解与商业零件发生的情况.Q-Tech晶振获得AS9100C和ISO9001：2008认证,并遵守过程驱动和配置控制的质量方法的租户.

Q-Tech保持每个人使用的所有组件和材料的完全可追溯性振荡器配备专门的来电检查团队,对所有部件进行监控.操作员,检查员和装配人员接受过全面修订和控制程序的培训记录控制,Q-Tech石英晶振,贴片晶振根据AS9100定期进行监督审核要求.此外,Q-Tech员工专门制定了强大的防伪计划直接从制造商或授权经销商处购买组件.

这个,加上所有批次的来料检验,为客户提供每个部件的保证由Q-Tech生产的石英晶振晶体产品符合与购买的零件相同的严格要求过去或将来,允许Q-Tech晶振集团自豪地提供一个首屈一指的反过时计划振荡器行业.相比之下,COTS振荡器几乎总是建在亚洲,通常是中国,并且每次采购时都可能来自不同的工厂,甚至可能来自不同的工厂内部电气设计.即使从美国购买COTS零件,这通常也是如此公司拥有美国品牌.

现代电路和通信精确计时的本质在过去四年中,环境有助于塑造高可靠性的晶体振荡器市场几十年的Q-Tech晶振生产销售业务.随着程序对可靠性和性能的要求的提高越来越严格,有源晶振和晶体振荡器质量的重要性比今天更重要它曾经是过去.选择COTS部件会将程序集暴露给各种问题可通过Q-Tech提供的高可靠性部件进行预防,为工程师提供了可靠性灵活性,性能和可靠性,以实现最大的结果.

在为现代电子应用选择石英晶体振荡器时,通常会有工程师由于相对较低的单位,热衷于选择便宜的COTS（“商业现货”）零件成本和交货时间,导致性能不佳.选择高可靠性振荡器是最安全的,比如Q-Tech晶振,晶体振荡器,最终是飞行应用的最具成本效益的选择.

Q-Tech晶振,Q-Tech晶体振荡器对于计时和精密应用的电气性能,以及相位噪声和抖动特性,可以显着改变电路的输出.

振荡器的相位噪声和抖动经常导致错误的相位检测.当使用相移键控（PSK）数字调制时,转换（即比特错误）.数字化例如,在使用8相PSK的通信中,最大相位容差为±22.5°,其中±7.5°是典型的允许载波噪声贡献.例如,由于相位偏差的统计性质,如果存在1.5°相位偏差的概率超过±7.5°相位偏差为6X10-7,这可能导致误码率在许多情况下显着应用.因此,有源晶振,晶体振荡器最小化相位噪声和抖动在现代中变得越来越重要

电路应用.对于石英晶体振荡器而言,相位噪声和抖动在很大程度上取决于晶体及其在振荡器内的设计和组装.水晶处理和专业知识,设计并不是普通振荡器所能提供的,而且需要专业的工程和制造,在Q-Tech晶振等高可靠性公司中找到.

这在使用开放式晶体的设计中尤其重要,而不是与封装的相比品种.Q-Tech晶振制造工艺拥有超过40年的产出历史用于最苛刻的应用,从高温井下到深空飞行.同样的制造和水晶设计团队负责监督Q-Tech的所有水晶操作,无论最终用途如何.

即便如此,设计工程也起着重要作用,因为冲击和振动可以产生,即使在“低噪声”晶体振荡器中也存在较大的相位偏差.而且,当一个频率振荡器乘以N,相位偏差也乘以N.例如,相位偏差为10-3,10MHz时的弧度在10GHz时变为1弧度.这种大相位偏移可以对系统的性能是灾难性的,例如那些依赖于锁相环的系统（PLL）或相移键控（PSK）.低噪声,加速度不敏感的振荡器是必不可少的这样的应用.Q-Tech晶振根据封装使用各种晶体安装选项

和每个振荡器的应用：

-TO/w/3镍夹具焊接

-支柱上带3点式安装的DIP封装（用于QT1-QT3系列）

-扁平包装和DIP包装,带有3或4点郁金香夹子安装（30年以上太空遗产）

-带4点桥接安装的SMD封装贴片晶振

-带4点“相框”安装座的LCC

-5x7mm陶瓷封装,带有2或4点LedgeMount,安装在陶瓷架上

-包装Q-Tech晶振4点式安装选项

值得注意的是,对于高冲击应用,Q-Tech晶振的4-pt安装选项已得到证实,远远优于商用振荡器提供的任何其他安装,特别是小型5x7mm封装贴片晶振,大多数现货晶振产品使用简单的2点安装.

Q-Tech晶体振荡器是苛刻环境的安全选择,因为它们是为这些环境设计,构造和测试,目的是制造100％可靠的产品适用于故障昂贵或危及生命的情况.石英晶体振荡器是设计用于-55°C至+125°C的工作温度,从石英晶振元件开始包括电路.从石英棒切割晶体的角度进行了优化,确切的温度范围.虽然COTS时钟可以在-55°C下工作,但是如果它们打开的话在室温下随后冷却至-55℃,已知它们存在问题在-55°C或其他低温下开启时启动（冷启动问题）.Q-Tech的晶体振荡器不易受冷启动问题的影响.

商用振荡器的驱动电平依赖性也可能成为高可靠性应用的问题.Q-Tech晶振通过定制配对晶体来缓解这一潜在问题设计IC的每个设计的参数,也防止冷启动问题前面提到的.

活动下降是晶体电阻的相对突然增加（扰动）,石英晶体系列电阻随温度变化.一般来说,活动下降是由一个人引起的石英晶振晶体中的干涉振动模式（耦合模式）.这些模式从中汲取能量主要模式.因此,一旦耦合模式的频率与主模式的频率一致,耦合模式就会急剧增加主模式的电阻.这些干扰模式实际上是低频弯曲的高泛音（高达第50泛音）模式.由于非常陡峭的温度系数约为-20ppm/°C,它们只与之一致主模式频率适用于相当窄的温度范围.然而,如果没有设计出来,耦合模式将导致活动下降.这些是通常温度相当窄（大约5到30°C宽）,对于给定的设计,活动下降将倾向于大约相同的温度范围.因为耦合模式是基于石英的,所以导致任何活动下降随时间和温度变得非常可重复.请参阅下面的示例.

耦合模式的影响程度可以从轻微到灾难到间歇性,取决于干扰模式的强度和应用的敏感程度是Q-Tech晶体振荡器输出电平的变化（频率偏移约为2到20ppm）.活动下降可以导致无数系统问题,甚至可能失去锁相.活动下降的另一个原因是粘附在晶振晶体有效区域上或附近的粒子.这种类型的活动下降可以改变随着时间,温度和时间.这些都会受到粒子成为影响脱离晶体表面或移动到另一个位置.这种立场改变可以因此有可能导致下降趋于好转,恶化或暂时消失重新浮出水面.在Q-Tech晶振,我们有能力设计潜在的活动下降和在我们的温度测试程序中筛选它们作为高可靠性设计方法的一部分和建设.下一篇文章中我们将介绍Q-Tech晶体振荡器的制造和筛选,欢迎关注亿金电子晶振技术资料.

     从培育人工水晶到生产晶体谐振器、晶体振荡器,京瓷晶振集团作为业内领先的大企业,贯彻一条龙式的研发与生产,面向全球市场提供大量石英贴片晶振产品.至始至终京瓷都发挥集团的综合实力,用独有的技术和视角实现符合时代与市场要求社会价值.下面所介绍到的是京瓷石英晶体制造工艺（英文版）.