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更多>>遥遥领先的GEYER晶振跟大家一起探讨尺寸对于晶体来说是决定性的吗？
来源：http://m.gzjgly.cn 作者：kanghuaer 2023年09月28
当嵌入式计算机的空间有限时，显而易见的解决方案是使用设计非常小的石英晶体。然而，许多应用板仍然发布了非常大的晶体。因此，您仍然可以在这些微控制器的应用说明中找到较大晶体的电气规格。这些通常是金属包装中的晶体，如HC-49/KX-3H或HC-49/SMD。如果使用更小的晶体，就不能再满足这样的规格。当用户 面临重新设计应用程序的决策时，这可能会让他们感到不安。本篇文章将试图强调大小石英晶体之间的差异，并提供实用的建议确定最佳石英尺寸。
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低ESR——小型设计面临的挑战
图1:现代SMD晶体在旧设计的石英之上"HC-49" (3.2 x 2.5 mm或13 x 10 mm)。容纳石英盘的体积要小得多。这对电性能有影响，必须考虑到这一点。
图1显示了陶瓷封装中现代SMD石英后面的老式“HC-49”石英设计。由于体积的高度减小，电行为的后果是显而易见的。尽管改进了生产方法，但HC-49的低谐振电阻并不能在每一个较小的封装中实现。内石英盘越小，谐振电阻(ESR)越高。同时，晶体的功率处理能力较低。两者都是以振荡储备为代价的。因此，振荡器电路应与晶体结构最佳匹配
非常小的晶体只能从8MHz开始
小石英晶体只有在8MHz以上可用，这个最小频率随着封装变小而增加。这是由于在每个晶体的边缘的自然干涉和不希望的振荡模式。如果不适当地抑制这些干扰，就会产生假共振。在低频时，石英圆盘的厚径比较大，边缘效应的抑制变得更加困难。
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图2:不同尺寸的可用频率。
蓝牙等应用的严格容差
对于通常的时钟应用，对石英晶体振荡器没有特殊要求。情况不同了，然而，当发射器和接收器必须相互调谐时，例如蓝牙的情况。对于使用晶体的电路，蓝牙需要特别窄的公差(+/- 20ppm)的技术限制，振荡晶体正好是这个规格(即+/- 10ppm在25°C加上+/- 10ppm在温度范围内)。甚至虽然该技术在不断发展，但仍能在有限程度上达到所要求的公差小尺寸，如表1所示。
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表1:可用于蓝牙的各种晶体的温度范围(即25°C时+/-10 ppm，温度时+/-10 ppm 范围)。频率是13MHz
晶体越大，拉晶灵敏度越高
石英晶体和振荡器的特点是拉力公差，即:
1. 与动态电容C1成正比。盒子越大，晶体和可能的C1就越大。
2. 与(C0 + CL)的平方成反比。因此，较小的CL会导致更高的绘制灵敏度。然而，太小的标称负载电容会使用户难以调整所需的标称频率或降低频率稳定性。
表2显示了常见振荡晶体的典型绘制灵敏度。可以看出，可实现的拉灵敏度随着封装的增大而增加。最后两列也显示了在更小的负载电容下提高的绘制灵敏度。
此外，很明显，绘制灵敏度随着频率的增加而增加——在更高的频率下可以实现更大的C1。
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表2:不同尺寸振荡晶体的拉灵敏度，负载电容与本设计中的典型值相对应。
如今，尺寸更小、功耗更低的重新设计或新设计已经司空见惯。然而，物理学仍然在晶体制造中起着重要作用，因此必须考虑ESR、CL和拉晶敏感度的影响在一个好的，面向未来的设计中考虑到。请联系我们您的要求-我们将支持您的设计。
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