关于石英晶振的细分
作者： 扬兴晶振 日期：2022-06-28 浏览量：
石英晶振按属性可划分为石英晶体振荡器(有源晶振)和石英晶体谐振器(无源晶振)。
有源晶振 = 无源晶体 逻辑电路。有源晶振自身是一个完整的振荡器，有4只引脚分别为 vcc(接电压)、gnd(接地)、out(时钟信号输出)、nc(悬空)。有源晶振精密度和稳定性高于无源晶振，振荡器内部本身除了有加工过的压电石英晶片外，还要有源振荡器ic，以及电阻两颗，电容两颗，有些会有一颗三级稳压管等原件。
无源晶振结构相对简单，主要由按照一定形状切割后的石英晶片和两个电极板组成，其自身无法振荡，需要电容电阻等元器件起振。无源晶振通常只有两个脚是功能脚，其余引脚并无功能性。无源晶振具有信号电平可变、低成本、低功耗等优势，应用场景十分丰富。
有源晶振vs无源晶振
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有源晶振 |
无源晶振 |
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电路连接 |
不需要复杂的配置电路。信号电平固定，灵活性较差 |
通常需要精确匹配外围电路，可适用于多种电压 |
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引脚数量 |
4pin |
2-4pin |
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精度误差 |
tcxo 晶振的最高精度可达到0.1ppm |
贴片晶振最高精度可达到 10ppm |
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成本价格 |
≥1.5 元(不同类型差距较大） |
0.2-4.2元(smd)(尺寸影响较大) |
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体积规格 |
≥1.6mmx1.2mm |
≥1.2mm x1.0mm |
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应用场景 |
消费电子、5g 通信、gps 等对精度要求较高的领域 |
消费电子、家用电器、安防等领域 |
无源晶振按封装形式进一步分为smd无源贴片晶振和 dip无源直插晶振
贴片晶振主要采用先进的晶片的抛光工艺技术,使晶片表面更光洁,平行度及平面度更好，大大地降低谐振电阻,精度得到了很大的提升;同时，smd 晶振体积小巧，适用于对尺寸要求较高的应用场景，比如智能手机、无线蓝牙、平板电脑等电子数码产品。
dip 晶体谐振器最常见的频率为 32.768khz，产品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm，体积略大于贴片晶振。此类产品通常应用于钟表、平板电脑、微型计算机、计算器、家电自动控制和工业自动控制等领域，上述终端产品给微型元器件提供的安装空间相对充裕。
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smd无源贴片晶振 |
dip无源直插晶振 |
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类型 |
tf型、at型、bt型、saw型 |
tf型、at型、bt型 |
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产品型号 |
外壳和基座为长方形，以底座外形长宽尺寸确定型号： khz：3215/2012/1610 mhz：3225/2520/2016/1612 |
以圆柱底面直径和高度确定型号：2x6、3x8、49s/u等 |
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性能 |
khz：计时、时间控制、频率信号 mhz：提供频率配套、稳频输出的功能
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khz：计时、时间控制、频率信号 mhz：提供频率配套、稳频输出的功能
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主要原材料 |
水晶、基座、上盖、导电胶 |
水晶、基座、外壳等 |
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生产工艺 |
晶片为长方形、调频工艺相对成熟、光刻镀膜难度高、封装技术门槛高 |
音叉形状切割工艺、调频技术难度高 |
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主要设备 |
切割机、研磨机、光刻机/溅射机、点胶机、调频机、封焊机、成品分选测试机 |
切割机、研磨机、被银机、自动调频机、烧结设备、自动焊接炉、压封机、成品分选机及测试设备 |
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设备来源 |
市场可供应成套设备，日本、中国台湾设备技术成熟。国内晶体谐振器厂商核心设备主要依靠外购 |
市场上设备来源较少，日本厂商自主研发;国内设备市场供应集中在成品分选设备，其他设备以晶体谐振器厂商自主研发、集成研制为主 |
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应用场景 |
消费类电子、移动终端、网络设备等产品的频率配套、稳频输出的功能 |
消费类电子、小型电子类产品、移动终端、网络设备等产品的计时系统 |
dip 晶体谐振器最常见的频率为 32.768khz，产品普遍存在的尺寸有 3x8mm、2x6mm，体积略大于贴片晶振。此类产品通常应用于钟表、平板电脑、微型计算机、计算器、家电自动控制和工业自动控制等领域，上述终端产品给微型元器件提供的安装空间相对充裕。
有源晶振根据国际电工委员会(iec)标准可分为 4 类：普通晶体振荡器、电压控制式晶体振荡器(vcxo)、温度补偿式晶体振荡(tcxo)和恒温控制式晶体振荡(ocxo)。
普通晶体振荡器(spxo)：是最基本的有源类型，其稳定性完全由石英晶体固有特性决定。其性能与其它无源谐振器相比有了提升：即使是尺寸为 2.5mmx2.0mm 的晶振，在环境温度为-45℃至 105℃区间，也可实现±50ppm 的稳定性。
电压控制晶振(vcxo)：压控晶振中常使用 at 切石英谐振器，通过在振荡回路中引入一个可调元件，来实现振荡频率随压控电压调节的功能。可调元件通常为变容二极管，通过外加电压使变容管的电容值发生改变，进而使谐振回路的谐振频率随之变化，达到压控的目的。
温度补偿晶振(tcxo)：如果固有频率与石英晶体的温度稳定性不能满足应用要求，可以采用温度补偿晶振。通过改变振荡回路中的负载电容，使其随温度变化来抵消因温度环境而产生的频率漂移。tcxo 的精度误差可控制在±0.5ppm 至±2ppm。
恒温控制晶振(ocxo)：具有烤腔的振荡器将晶体加热到高温，这样以来即使环境温度发生改变，晶体的温度也保持稳定。ocxo 的频率偏差可低至 0.025ppm。而这种稳定性的提升是以增加功耗为代价的，典型的 ocxo 可能需要 0.5 到 5w 的功率来维持内部温度。
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