時間是一種摸不著的東西,準確的來說它是一種概念,隨著我們的成長,我們對時間的觀念越來越清晰,也尤其看重,特別是高樓大廈里面的上班一族深有體會,為了對時間能有個準確的概念,人們設(shè)計研究出了很多顯示時間的產(chǎn)品,手表,時鐘,像我們現(xiàn)在不離身的手機也是很好的時間鐘.正是這些電子產(chǎn)品使我們在日常生活和工作中才能把握準確的時間.

手表時鐘知所以那么準是它里面有一顆控制時鐘信號源的電子元件,我們稱為石英晶振,只要是有時鐘控制的產(chǎn)品都離不開它,32.768K千赫茲產(chǎn)品是目前市場上用量最大的晶體產(chǎn)品,不管是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)還是智能信息化產(chǎn)業(yè),特別是在手機行業(yè)里用量最為巨大,特別是14年的來臨使4G網(wǎng)絡(luò)達到了爆發(fā)期,智能手機廠商肯定會迎頭趕上,手機的數(shù)量增加,元件器行業(yè)可想而知,具調(diào)查在過去的一年里全球32.768K時鐘控制晶體總銷售已經(jīng)突破了10億,這是晶振行業(yè)的一大輝煌戰(zhàn)績,面對這一數(shù)字國內(nèi)晶振廠家很是看好,在未來4G網(wǎng)絡(luò)中這一數(shù)據(jù)還會增加.

32.768K的神奇在于它對時鐘的控制性能,精密度越高的表晶對時間控制的越精準,32.768K晶體分為貼片式和直插式,不同的電子產(chǎn)品使用的晶體也不一樣,直插式我們最常見的就是2X6和3X8系列的,貼片的就有很多種了,貼片系列的性能要比直插式的好很多,在RTC計時產(chǎn)品中,貼片晶振的精度和內(nèi)部性能遠遠超過直插式,就時鐘參考來說.但遺憾的是,典型的32.768kHz音叉晶體不能夠在寬溫范圍內(nèi)提供較高精度,這點和有源晶振是沒法比的,在整個溫度范圍內(nèi)精度呈拋物線型,室溫下(+25°C)精度正常值為±20ppm.時鐘信號會在一天慢或快1.7秒左右的時間,每年間隔誤差會達到10.34分鐘.在高溫順低溫區(qū)域精度變差,精度會低于150ppm (典型值),相當于一天誤差13.0秒,每年誤差1.3小時.這就是為什么室外的電子產(chǎn)品要比室內(nèi)的相差那么大的原因, 32.768千赫茲音叉晶體精度隨溫度的變化曲線特定頻率(f)和溫度(T)的典型晶體頻率偏差(Δf)： Δf/f = k(T - To)2 + fo其中,f是晶體標稱頻率,k是曲率常數(shù),T是溫度,To轉(zhuǎn)折溫度,fo是轉(zhuǎn)折溫度下的相對頻偏.只有三個變量控制著每個晶體的溫度特性,這三個參數(shù)是：曲率常數(shù)、轉(zhuǎn)折溫度、轉(zhuǎn)折溫度下的相對頻偏.曲率常數(shù)對全溫范圍內(nèi)頻偏的拋物線外形影響最大,但這個常數(shù)本身的偏差很小.不同的轉(zhuǎn)折溫度可以將拋物線左/右平移,不同的轉(zhuǎn)折溫度下的相對頻偏可以將拋物線上下平移.
為了解決這一方案難題,不少研究人員投入大量心血,為的就是改變晶體本身溫度差距帶來的精度不穩(wěn)定的影響,在溫度偏差方面不管是32.768K直插式還是貼片式的晶體都沒有溫補晶振性能強大,所以在原溫補晶振方向上面,研究人員降低頻率值,研究出使用于時鐘控制在室外零下30度的情況下依然很工作的千赫茲電壓式溫補振蕩器,雖然封裝里面水晶片頻率變小,很容易被損壞,但是硅面封裝使其能更好的保護原有的水晶芯片,32.768K晶體的神奇除了體現(xiàn)在時間精準的控制上,還有畫面的清晰度和聲音調(diào)頻方面,不管是無線網(wǎng)絡(luò)還是手機市場都是未來音叉表晶發(fā)展的方向目標,我們所有晶振廠商都為這一目標而努力奮斗.
作者—康比電子

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32.768K一顆神奇的晶振

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