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  • 2024-11-22

  • 发表了主题帖： 晶振科普篇-晶振的工作原理

      本期将简单介绍晶振的工作原理， 希望读完此文对您有帮助~       知识点   压电效应 公元1880年法国物理学家居里兄弟Jacques和Pierre Curie进行研究发现，在水晶片上施以机械应力时,会产生电荷的偏移,即为压电效应。   晶振的压电效应是指对晶振施加机械压力时，晶振会产生电场； 反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场； 这种物理现象就是所谓的压电效应。 下表总结了关于晶振的压电效应的相关信息：     这种效应使得晶振能够将机械能转化为电信号，或者相反，将电信号转化为机械能。这种特性使得晶振在许多电子设备中发挥着至关重要的作用，尤其是在要求频率稳定性高的应用中。 压电效应示意图                    

  • 发表了主题帖： 科普干货 |晶振在北斗导航系统中的应用

    本期知识点     北斗导航系统概况： BDS（北斗）是中国自行研制的全球卫星导航系统，由空间段、地面段和用户段三部分组成，目前在轨卫星 55 颗。可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。 为全球用户提供服务，空间信号精度将优于 0.5 米；全球定位精度将优于 10 米，测速精度优于 0.2 米/秒，授时精度优于 20 纳秒；亚太地区定位精度将优于 5 米，测速精度优于 0.1 米/秒，授时精度优于 10 纳秒，整体性能大幅提升。     北斗与 GPS 的差异   01北斗多一个可以发短信报文的功能，这是独家秘笈。 02定位精度上水平方向略比 GPS 差，高度精度上比 GPS 略好。 03授时精度比 GPS 略差       北斗卫星定位系统相对 GPS 定位系统优势：       01北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。 02北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。 03北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。     北斗及 GPS 定位系统常用晶振：     不管是定位导航还是短报文服务，作为地面接收机都需要采用高稳定度的 TCXO。目前对于带有短报文功能的专业手持终端，所用的 TCXO 频率多以10.000MHz 和16.320MHz 为主，根据方案需求可选用带有压控功能的 TCXO。对于BDS+GPS 多模 定位的芯片，以采用 16.368MHz （16.367667，16.369)和 26MHz 为主。   导航系统对晶振的特殊要求：       01卫星定位导航应用中，在解算位置速度信息时需要精准的时间测量，包括卫星钟和本地钟两种时间信息。本地钟通常采用晶振，精度要求不及卫星钟，钟差钟漂可以作为定位测速误差公共项进行消除。本地晶振输出的时钟信号优劣直接影响接收机性能，对卫星定位导航信号的捕获、跟踪性能影响是巨大的，尤其是在振动、高动态等恶劣工作环境中。   02在卫星导航定位处理时，卫星接收机的晶振受到外部的各种干扰，输出频率、相位均会发生波动。在波动较大时会引起接收机环路失锁，导致卫星信号丢失。 03卫星接收机跟踪环路误差主要有：热噪声σtPLL、晶振噪声和动态应力误差θe，其中，晶振噪声又分为由晶振的相位噪声引起的σv 和由短期稳定度引起的颤动θA。       、 晶振的相位噪声和短期稳定度主要由晶振的频率稳定度、Frequency Slope（温度变化下的频率变化斜率）以及G-Sensitivity（加速度灵敏度）决定。由以上公式可知，晶振的频率稳定度、Frequency slope以及G-Sensitivity会对卫星接收机的PLL跟踪环路的性能造成较大的影响，是造成GNSS接收机环路失锁的主要因素。   因此，在为GNSS接收机进行晶振选型时，需要重点考虑这些参数。          

  • 发表了主题帖： 科普干货 | 石英水晶的切割

        什么是石英水晶? 石英水晶的应用有多广泛？ 石英水晶的切割方式你又了解多少？         晶振科普篇-石英水晶的切割模式   石英水晶是一种具有压电效应的重要材料，被广泛应用于电子、通信、光学等领域。石英水晶棒的切割方式直接影响其性能和应用场景。不同的切割模式可以改变石英水晶的机械、热学和电学特性，进而满足各种特定应用需求。今天介绍几种常见的石英水晶棒切割模式，包括AT切割、BT切割、SC切割等。 不同切割模式的温度曲线                       AT切割      AT切割是一种常见的石英晶体切割方式，主要 用于制造石英振荡器。 01切割角度：AT切割的晶面与Z轴成35°15′角。 02特性：AT切割的晶体具有良好的温度稳定性，适用于广泛的温度范围。它的频率-温度特性曲线呈三次曲线形状，温度系数较低。 03应用：AT切割主要用于制造石英晶体振荡器，广泛应用于电子手表、计算机、通信设备等领域。 切割温度曲线呈三次曲线     BT切割 BT切割也是一种常见的石英晶体切割方式，具有与AT切割不同的温度特性。 01切割角度：BT切割的晶面与Z轴成49°10′角。 02特性：BT切割的晶体在更高温度范围内具有更好的频率稳定性，但其频率-温度特性曲线呈二次曲线形状。 03应用：BT切割主要用于制造高频振荡器和滤波器，适用于需要高温稳定性的应用，如工业控制设备和航空电子设备。     SC切割 SC切割是一种专为超高稳定性需求设计的切割方式，具有极佳的温度特性。 01切割角度：SC切是双旋转切角，与横纵坐标分别为phi 21.93°和θ 34.11° 02特性：SC切割的晶体在极宽的温度范围内保持极高的频率稳定性，温度系数接近零，频率-温度特性几乎是线性的。 03应用：SC切割主要用于制造高精度的频率控制器件，如高精度时钟、导航系统和卫星通信设备，如OCXO恒温晶振，TCXO温度补偿晶振。   其他切割模式 除了上述常见的切割方式，还有一些特定用途的切割模式： CT切割、DT切割、NT切割，GT切割、XY切割等。这些切割方式根据具体应用需求进行设计，满足其它特定的性能要求。          总 结  石英水晶棒的切割模式直接影响其性能和应用领域。AT切割和BT切割是最常见的两种方式，分别适用于不同温度范围内的振荡器应用；SC切割用于高精度频率控制器件；XY切割则主要用于研究和特定应用。   了解和选择合适的切割方式，可以最大化石英晶体的性能，满足各种高科技领域的需求。   随着技术的不断发展，新的切割模式也会不断涌现，为石英晶体的应用开辟更多的可能性。    重点知识   以上了解到晶片切割后又是如何工作的，频率与厚度有什么关系？            

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