美国知名的晶体振荡器制造商Q-Tech Corporation公司,于1972年创办,其品质与制造能力达到行业领先水平,与航空航天公司,工业,汽车,通信,电信等高端产业均有合作.而且大部分Oscillator产品都比较特殊,有专门的空间晶体振荡器,用于军事/航空电子设备的晶体振荡器,高温晶体振荡器,实时时钟晶体振荡器,QPL振荡器,新微型振荡器等.本文内容由Q-Tech晶振公司提供,关于Oscillator内置的石英晶体电流测量技术的完整报告.
晶体的驱动电平是振荡器放大器电路中晶体所见功耗的测量值.驱动电平以毫瓦(mW)或微瓦(μW)表示.最大功耗通常由所用石英类型和制造商规定,典型额定值为1mW或2mW.晶体的驱动电平由晶体两侧选择的反馈分量定义.石英谐振器的机械振动幅度与施加的电流成比例地增加.过度驱动晶体会导致过长的老化,输出幅度和频率失真,或者更糟糕的是谐振器的损坏.
行业标准:
IEC-60444-6国际,IEC,石英驱动电平依赖性(DLD)的测量
MIL-C-40468军用,规格,水晶单元石英(自2009年9月起取消)
Q-TECH设计方法:
-目标是设计具有最低驱动电平的晶体,具有足够的驱动能力,以极低的驱动器到工作驱动电平提供能量启动石英晶振,并在最坏情况下维持稳态振荡,包括电源电压变化,功率供应斜率,工作温度和环境因素.
-Q-Tech驱动电平在基模上为50μW至100μW,在泛音模式振荡器上为200μW至500μW.
-Q-Tech在晶体测量中使用驱动电平相关性(DLD)的标准方法,允许的最大ESR比为1.3:1.
如何测量Oscillator的驱动水平:
使用Tektronix交流电流探头放大器TCP312和Tekprobe电流探头测量流过晶体的交流电流,电路偏置电压为3.465Vdc,最小电流灵敏度为1mA.
建立:
-通过连接到晶体的导线插入电流探头.见图1.

-测量直接晶振参数RS,RL,C0
-RL也可以用RL=RS*(1+C0/CL)2来计算
-从示波器读取峰峰值的交流电流(Ipp)
-CalculateRMS电流(Irms)与Irms=Ipp/(2√2)
-Power计算方法:
Pcrystal=RL*(Irms)2
120MHz第3OVERTONE振荡器的结果:C0=1.88pF,CL=20pF,RL=30Ω,F0=120MHz,Vcc=3.465Vdc,Ipp=0.00918A,Irms=0.00325A,Pcrystal=316μW
DERATING:
晶体电流额定值:500mA
降额系数:0.5
实际电流:3.25mA
应力比:0.0065
RESULTSOFA48MHz3rd OVERTONEOSCILLATORQT625L:
WithC0=3pF,CL=20pF,RL=23?,F0=48MHz,Vcc=3.63Vdc
Ipp=0.00112A
Irms=0.00396A
Pcrystal=360µW
DERATING:
Crystalcurrentrating:500mA
Deratingfactor:0.5
Actualcurrent:3.96mA
Stressratio:0.0079

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