晶振的温漂与温补

许多工程师在电路中使用晶振时总会碰到这些问题：晶振在电路中匹配不理想、晶振温漂过大、晶振焊接后不起振等等，如果处理不好这些问题可能会影响产品的性能及使用。今天我们来捋一捋关于晶振温漂的问题。

 

 何谓温漂

石英晶振俗称水晶，成分为二氧化硅，具有特殊的"压电效应"和极高的品质因数，被广泛应用于各种振荡电路。

晶振除了压电效应以外，还有一个不能被忽略的特性——温漂。它是晶振固有的特性，也就是说所有的石英晶体材料做成的频率器件，均有一定的温漂。

 

温漂：晶振频率精度随着环境温度的变化而变化的物理量。

 

 温漂的影响“大不大”

从晶振温漂产生的现象来看，可以知道温漂成为影响石英晶振频率精度的重要因素。比如天气、焊接过程中的失误，会导致晶振在产品工作的过程中出现温漂的现象。

 

如果晶振在产品电路中的温漂过大，就意味着频率偏差大，从而出现频率不稳定，严重时会直接影响产品的功能及性能。因此在晶振电路设计及晶振选型时，特别需要重视晶振的温漂特性。

 

正常情况下，普通晶振温漂值不超过±30ppm，KHZ除外。所以在一定温漂范围内，晶振是可以正常使用的。

但由于温漂的存在，普通晶振的精度很难做的很高，常见的晶振精度多为30ppm、20ppm，很难做到10ppm以下。

如何解决温漂带来的影响

为了解决温漂带来的影响，温度补偿成为弥补石英晶体温漂的重要手段。

温补晶振是通过感应环境温度，然后将温度信息转换成控制量控制晶振的输出频率。现在的温补晶振多采用数字化技术，能够达到更精确的控制。

而恒温晶振更进一步，将晶体置于恒温槽内，通过设置恒温工作点，使恒温槽保持一个恒温的状态，晶体在恒温槽内就可以不受外界温度的影响，大大提高晶振输出频率的稳定度。

温补晶振和恒温晶振的输出精度都能够达到1ppm甚至更高，能够满足严苛的系统需求。

选型小tips

1.尽量选择精度更高更稳定的晶振产品，选择频差范围在±10PPM的晶振显然要比频差范围在±30PPM的好得多。

2.选择无源晶振时，需要根据电路选择与晶振最佳匹配的外接电容，确保晶振处于最佳工作状态，即频率尽量靠近中心点。

3.如产品要求较高，尽量选择有源晶振，借此避免了无源晶振因外接电容不匹配造成频率偏差，更进一步消减了温漂隐患。

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