该标准适用于用于电子设备中的无引线晶体谐振器的负载电容适配器的电容校准方法.本标准采用IEC60444-8(QIAJ-B-008)中定义的π电路方法,测量负载电容,以精确确定负载下无引线(SMD)晶体单元的谐振频率.
a)频率范围和负载容量范围
(1)本标准适用的频率范围为1MHz至150MH.
(2)本标准的负载能力范围为5pF以上.
注:当应用于频率偏离1MHz至150MHz的谐振器单元时,当应用于小于5pF的负载容量时,可以通过讨论客户和供应商之间的细节来扩展频率范围.还不错.这应该在合同中说明.
b)优先权
(1)如果因任何原因发生冲突,本规范应由双方协议最终确定.
(2)如果由于任何原因,本标准与客户的要求规范或客户的看法之间存在差异,客户和供应商应进行详细会议.然后,清除此矛盾,并在合同条款,客户要求的规格,交货规格等中指定结果,并确认为合同之一.注意测量过程中最常见的差异是客户应用的负载能力与供应商的负载能力之间的差异.没有找到完全解决这种差异的方法.
一般事项:
适合环境工作条件的温度:25℃±5℃;负载容量适配器的适用容量范围:5pF或更多;负载容量适配器的适用容量误差,它由贴片晶振的频率偏差指定;负载容量适配器校准时允许的频率偏差应为±1ppm;激励程度:1±0.1mA;负载容量适配器显示,无需显示负载容量适配器.
注意负载电容适配器不应使用术语“夹具”(包括不稳定元件)来确定作为测量工具一部分的有载谐振频率,有载等效电阻等.因此,这称为负载容量工具或负载容量适配器.指定尽可能多的项目.建议避免在负载容量适配器的显示中重复内容.当有效表面积的显示量实际上受限时,要应用的显示在单独的标准中指定.注意避免在任何显示屏上添加混淆.
处理负载容量适配器:
请勿跌落或撞击负载能力适配器.如果对此应用了跌落或影响,请重新校准.
负载容量适配器:
负载能力适配器应符合IEC60444-8.IEC60444-8没有详细定义用于确定负载容量的校准方法.
适用的保持器:
适用的支架应为无引线贴片晶振(SMD).例如,当在QIAJ技术标准QIAJ-B-001中定义的保持架中表示时,它小于D-4/3225C.
负载容量配置:符合IEC60444-8.
注1:结构,尺寸和材料的变化会引起杂散电容的变化,一旦确定就不应轻易改变.
注2:未规定负载能力的结构,尺寸和材料.以下是推荐的示例.
校准和负载能力的测量:
采用从晶体谐振器的等效电路常数确定的方法.容量计的容量值仅用于管理.通过供应商和客户之间的协议可以省略容量计的管理.
负载下共振频率的测量方法:符合IEC60444-8.
电气规格:规范的要点如下所示.
(1)负载容量适配器的容许容量是指定值±0.002pF,从频率转换为容量.
(2)测量电容时,从晶体单元侧测量负载电容适配器的电容.
校准方法:
负载能力的确定
将根据客户要求原型制作的晶振样品提交给客户,并要求客户确认该样品的振荡频率.然后,将该数据和样品返回晶体供应商,并通过IEC60444-8的方法测量样品的等效电路常数.根据这些数据,客户的负载能力由计算确定.如果不采用这种方法,则使用提供给客户的晶体谐振器或与之相当的晶体谐振器.这称为校准晶体单元.负载容量由校准晶体单元的等效电路常数确定.
注1:等效晶体单元与提供给客户的晶体单元的设计相同.
注2:由于可能导致负载容量校准异常,因此在±1pF的负载容量内不允许进行活动下降,频率下降和Fo±5％侧振动校准.
注3:不允许使用DLD.
原则
基于IEC60444-8,等效电路常数精确地确定在不产生DLD的激励水平范围内.接下来,假设存在理想的晶体单元,fr:串联谐振频率,fL:负载谐振频率,C1:串联电容,C0:并联电容,CL:负载电容.

转换等式(1),

如果已知,则可以确定负载容量.
校准方法
用于校准负载容量适配器容量值的测量仪器使用网络分析仪.
程序
测量方法如下.
(1)根据IEC60444-1和IEC60444-8进行π电路方法的初始校准.
(2)选择一个客户要求的晶体单元作为校准SMD晶振单元.
(3)建议选择根据客户要求设计和制造的校准晶体单元.
(4)根据IEC60444-1和IEC60444-8测量等效电路常数.
(5)根据等式(1)确定fL.以fL为目标校准CL.
(转动负载能力适配器微调器,使网络分析仪上显示的共振频率为fL.)
使用网络分析仪进行校准的规范如下.
(1)频率范围:1MHz至150MHz
(2)负载容量校准的测试能力:符合IEC60444-8.
(3)校准:OPEN(开路元件),SHORT(短元件),LOAD(25Ω或50Ω元件)
(4)读取频率测量值高达1Hz的数字
注意用修剪器调节音量.贴片晶振两端之间的电容差应为1pF或更小.如果忽略这一点,则可能发生π电路的输入/输出阻抗的差异,导致频移.
校准时间
校准与IEC60444-8中定义的测量系统的校准同时进行.
校准说明:
当保持架尺寸为约3.0(W)×3.0(L)×1.0(h)mm或更小时,机械Q值约为50,000或更小.利用这样的机械Q值,π电路方法的相对测量精度约为1×10-6.因此,有载共振频率的测量精度比这更差.结果,在制造商之间观察到约50×10-6的误差.应该注意,随着石英晶振频率变高,这变得更加突出.如果客户确认此类现象,则客户和供应商应进行详细会议.然后,这个问题得到解决,结果在合同条款,客户要求规范,交货规范等中规定,并确认为合同之一.
测量前的准备:
(1)测量仪器,测试夹具,负载能力适配器等整个测量系统应该至少提前2小时安装.
(2)测量仪器应至少运行2小时.
(3)检查测量温度是否合适.
测量过程中的注意事项和注意事项:
不要使测量系统振动.别动.不要移动电缆位置.请勿掉落负载容量适配器.如果掉线,重新校准.
测量后的处理:
不应拆卸测量系统.必须定期检查和校准测量仪器.要测量的晶体单元要小心移动.保存或保存很重要.
温度特性的测量:
不要让温度变化到负载能力适配器.因此,不应使用负载容量适配器在客户特定条件下测量温度特性.如果要测量温度特性,请使用备用负载容量适配器.在这种情况下,必须使用符合IEC60444-8的负载容量适配器进行校准.振动下的测量,不要给出与冲击相关的冲击波或振动.
基于质量认证的定期校准:
(1)定期校准基于石英晶体进行校准.
(2)校准周期为每年一次.
(3)基于IEC60444-8,校准项目应为串联谐振频率和Q,R1,C1,L1和Co.如果校准时的测量结果超出前一次校准值的±1.5ppm误差,则应适当地丢弃校准晶体单元.使用替代校准晶体单元.
(4)校准贴片晶振单元应存放在不会受到冲击或振动的地方.气候条件是常温,常湿和常压.

附录1负载能力适配器的外部尺寸-尺寸为3.2mmx2.5mm的CL板示例

附图2负载容量适配器的引脚安装

图3负载容量适配器微调器安装图

附录4引脚安装图

附录5CONTACT_BOARD图-3.2mmx2.5mm尺寸的接触板示例

本评注解释了案文和相关事项中规定和描述的事项,并不是技术标准的一部分.
1.研究背景
理论上,需要一种等效于贴片晶振的串联谐振频率所需的相对频率测量精度的负载电容适配器及其校准方法.然而,实际上,由于用于测量负载电容适配器的容量的测试夹具的结构,校准,元件材料,接地等的变化,负载的谐振频率对于每个晶体供应器而言是不同的.
近年来,除了频率稳定性要求之外,晶体振荡器还具有可变频率要求.因此,负载能力越来越低,2006年的信息约为7pF.利用该负载电容,晶体电容器电极面积与由保持架的杂散电容等决定的并联电容之间的差值小于1/10,因此容易极大地影响负载下的谐振频率的测量误差.我明白了出于这个原因,人们认识到这是用户服务方面的一个主要问题,并被提议给QIAJ技术委员会作为负载容量适配器的校准方法.
2.考虑因素
有两种方法可以标准化负载容量适配器容量值的校准方法.
(1)使用容量计校准负载容量适配器的容量值.
(2)作为考虑使用已知的等效电路常数从校准石英水晶振子加载时的谐振频率校准负载电容适配器的电容值的结果,由于测量精度不足而未采用(1)..在(2)中,晶体单元的杂散电容的影响不容忽视.然而,已经认识到,与方法(1)相比,可以降低负载下的共振频率的相对测量精度.然后,方法(2)被采用,一些QIAJ成员聚集在QIAJ会议室并进行了转发实验.
作为考虑转发实验结果的结果,认识到有必要在校准晶体谐振器的等效电路常数的规范中清楚地确定包括杂散电容的等效电路常数.以下问题也得到了确认.(顺序是随机的).
1)频率特性引起的误差无法消除.
2)由于负载容量适配器可能无限扩展,管理方面变得复杂.
3)使用石英晶体进行校准的方法,与测量仪器制造商的现状不符,不是一种已经渗透到客户手中的方法,因此接受客户需要劳动力.
因此,作为替代方案,通过添加已应用于某些现有方法和另一种方法的方法,出现了以下两个提议.这两个案例也包括在标准化文件中.此外,其中一个是根据客户和制造商之间的合同选择的.
(方法1)将晶体制造商根据客户要求制作的样品发送给客户.客户测量振荡频率.然后,客户将结果和样品返回给晶体制造商.晶体制造商测量晶体单元的等效电路常数,IEC60444方法和样品由客户测量,振荡频率由客户测量.根据这些结果,确定客户振荡电路的负载容量.使用晶体制造商的负载能力值与客户联系并签订合同.注意此方法需要时间,但是已应用的方法之一.
(方法2)可以说客户有一个专用于晶体单元的测量仪器.由于该测量装置通过计算晶体谐振器的等效电路常数来确定负载容量,因此可以消除由于使用校准晶体谐振器的方法产生的频率特性引起的误差.因此,当客户通过模拟确定负载容量时,此方法是有效的.
注:为了消除保持架并联容量的影响,有一种通过将电感器与保持架并联连接来中和并联容量的方法.在该方法中,由于测试夹具和负载能力适配器的尺寸,难以确保电感器的适用区域,并且不采用该方法.

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