晶振知識:什么是晶振精度?對電路有什么影響?
晶振的精度是衡量其頻率穩(wěn)定性的重要指標(biāo),指在溫度為25℃條件下晶振正常工作時(shí)輸出的頻率工差范圍,通常以ppm(parts per million)表示即“PPM”。這意味著晶振的頻率每百萬分之一的偏差,如果以±10ppm的精度為例,意味著每秒鐘的工作頻率在同一地方每天會(huì)發(fā)生10×10?610 \times 10^{-6}10×10?6的變化。
要計(jì)算晶振的精度,需要將其實(shí)際頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行比較。在實(shí)際應(yīng)用中,將晶振與標(biāo)準(zhǔn)頻率源進(jìn)行比較,可以獲得晶體振蕩器的實(shí)際偏差。然后通過將實(shí)際偏差除以標(biāo)稱頻率并乘以106ppm,即可得到晶振的精度。
例如,如果一個(gè)晶振的標(biāo)稱頻率為24MHz,實(shí)際頻率為24.000188Hz,那么它的精度為(24.000188-24)/24×106ppm,即7.8ppm。
常見的晶振精度一般分為:±10PPM、±20PPM、±30PPM。需要指出的是上述數(shù)值越小,說明晶振的精度越高(如:±10PPM的晶振精度大于±30PPM的晶振精度),即晶振在工作狀態(tài)輸出給芯片的頻率信號越準(zhǔn)確,晶振價(jià)格相對也會(huì)越貴。而TROQ創(chuàng)捷電子無源晶振精度可達(dá)±5PPM。
晶振的精度對電子產(chǎn)品,尤其是對時(shí)間精度有高要求的設(shè)備,如汽車電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等,有直接的影響。
1. 計(jì)時(shí)信號穩(wěn)定性:如果石英晶振的精度不夠高,會(huì)導(dǎo)致計(jì)時(shí)信號不穩(wěn)定,從而影響設(shè)備的性能和可靠性。例如,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中,石英晶振的精度會(huì)影響噴油嘴、點(diǎn)火線圈等部件的準(zhǔn)確控制。如果石英晶振的精度不夠高,會(huì)導(dǎo)致噴油嘴和點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。
2. 系統(tǒng)響應(yīng)速度:在安全系統(tǒng)中,石英晶振的精度也會(huì)影響安全氣囊的打開時(shí)間和碰撞傳感器的響應(yīng)速度。如果石英晶振的精度不夠高,會(huì)導(dǎo)致安全氣囊無法及時(shí)打開或者誤打開,從而對乘客造成傷害。
3. 溫度變化:晶振頻率會(huì)隨著溫度的變化而產(chǎn)生波動(dòng),導(dǎo)致在不同的溫度下,晶振的頻率會(huì)有所不同,從而影響守時(shí)精度。
4. 電源電壓穩(wěn)定性:晶振的頻率也會(huì)隨著電源電壓的變化而波動(dòng),因此電源電壓的穩(wěn)定性對守時(shí)精度有重要影響。
5. 晶體質(zhì)量:晶振所使用的晶體質(zhì)量直接決定了其頻率的精度和穩(wěn)定性,因此選擇高質(zhì)量的晶體對于提高守時(shí)精度尤為重要。
6. 電路設(shè)計(jì):晶振與其周圍的電路設(shè)計(jì)密切相關(guān),若電路存在雜散信號或抖動(dòng)現(xiàn)象,都會(huì)影響晶振的頻率和守時(shí)精度。
為了確保設(shè)備的性能和可靠性,了解如何計(jì)算晶振的精度可以幫助您更好地選擇和使用晶體振蕩器。特別是在高精度測量和穩(wěn)定控制系統(tǒng)中,晶振的精度對整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此,正確計(jì)算晶振的精度對于設(shè)計(jì)人員和應(yīng)用工程師來說是非常重要的。