比較 AT 和 SC 晶體之間的差異及其對(duì)振蕩器性能的影響

每個(gè)石英振蕩器的內(nèi)部都有一個(gè)叫做晶體空白的東西。晶體空白是振蕩器的諧振元件，當(dāng)受到電壓電位時(shí)，它會(huì)開(kāi)始振動(dòng)并以它的“基頻”振蕩。正如您可能想象的那樣，制造晶體坯的方式會(huì)對(duì)振蕩器性能產(chǎn)生重大影響。對(duì)晶體以及振蕩器性能影響最大的制造步驟之一是切割晶體時(shí)的方向.

晶體是從一塊較大的塊狀石英切割而成的，由于石英是晶體，因此材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是可預(yù)測(cè)的晶格結(jié)構(gòu)。因此，晶體結(jié)構(gòu)的取向或角度可以產(chǎn)生不同的晶體“切割”。OCXO中最常見(jiàn)的兩種石英晶體切割是AT切和SC切。就像任何其他工程或設(shè)計(jì)決策一樣，它們都有自己的一組優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，必須在頻率控制設(shè)備的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行權(quán)衡。

AT 是溫度補(bǔ)償切割，這意味著切割的取向使得晶體的溫度系數(shù)對(duì)晶體性能的影響最小。

SC（應(yīng)力補(bǔ)償）也是溫度補(bǔ)償?shù)摹?/span>SC切最初于 1974 年開(kāi)發(fā)，是一種雙旋轉(zhuǎn)切割（類似于用于木工的復(fù)合斜切）。

在特殊應(yīng)用選擇晶體振蕩器時(shí)，需要了解核心的晶體振蕩器類型非常重要。AT切和SC切不同的關(guān)鍵參數(shù)是頻率與溫度穩(wěn)定性、晶體老化、g 靈敏度、初始頻率精度、可用性和成本。

頻率與溫度穩(wěn)定性

頻率與溫度穩(wěn)定性是指頻率輸出隨溫度變化而產(chǎn)生偏移。FvT性能以十億分之幾或 PPB 為單位進(jìn)行衡量，SC切將在振蕩器中提供改進(jìn)的性能。主要原因是晶體拐點(diǎn)附近曲線的斜率。通常，SC 切的斜率是具有相同轉(zhuǎn)折點(diǎn)的AT切的 1/3。SC切割提供改進(jìn)的 FvT性能的另一個(gè)領(lǐng)域是在井下應(yīng)用中看到的高溫范圍（-20℃ 至 +200℃）下運(yùn)行。與 AT 的 +27℃相比，拐點(diǎn)溫度約為+90℃，SC 將在這些范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的穩(wěn)定性。在這個(gè)擴(kuò)展的溫度范圍內(nèi)，改進(jìn)可能高達(dá) 5 倍。

水晶老化

晶體老化是指頻率在晶體壽命期間如何變化。  晶體老化是由于振蕩器內(nèi)的雜質(zhì)而發(fā)生的。老化也以PPB來(lái)衡量。SC 切割對(duì)一些老化效應(yīng)不太敏感，例如晶體安裝應(yīng)力、晶體空白電鍍應(yīng)力、電子器件性能的變化。

G-靈敏度

G 靈敏度描述了沖擊和振動(dòng)對(duì)振蕩器頻率輸出的影響。G 靈敏度以 PPB/G 為單位測(cè)量。由于石英晶體是在電壓下振動(dòng)的機(jī)電設(shè)備，因此引入振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致輸出特性發(fā)生變化。事實(shí)上， g 靈敏度是振蕩器相位噪聲的主要貢獻(xiàn)者。