晶振的封裝大小真的重要嗎？

晶振的封裝大小真的重要嗎？小型化是電子行業(yè)持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)?？纱┐髟O(shè)備、智能家居、移動(dòng)設(shè)備、汽車應(yīng)用中的電子產(chǎn)品等，這些只是需要越來(lái)越小的組件的幾個(gè)應(yīng)用示例。每個(gè)電子元件制造商都在努力將越來(lái)越小的元件推向市場(chǎng)。但這種尺寸減小可能會(huì)在設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)致不同的問題。感興趣的朋友就 跟著晶光華小編一起往下看吧。

       晶振尺寸越小，諧振頻率越高，石英坯料的厚度與諧振頻率成反比，當(dāng)坯料變薄時(shí)，頻率會(huì)增加，相反，需要更厚的坯料才能獲得更低的頻率。由于更小的封裝也更薄，因此理論上不再可能在2016封裝中提供低于16MHz的頻率或在1612封裝中提供低于24MHz的頻率。從較大尺寸切換到較小尺寸時(shí)需要考慮到這一點(diǎn)。

       較小晶振的另一個(gè)特點(diǎn)是等效串聯(lián)電阻（ESR）更高。ESR取決于幾個(gè)參數(shù)，例如頻率、晶振尺寸、電極尺寸和安裝結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)評(píng)估期間，需要考慮ESR以確保可以保證穩(wěn)定的振蕩。穩(wěn)定振蕩的特征是安全系數(shù)為5或更大。安全系數(shù)通常也稱為負(fù)電阻比，由負(fù)電阻與ESR的比率定義，安全系數(shù)的計(jì)算公式如下??

       電路中的負(fù)電阻可以通過在晶振上串聯(lián)一個(gè)電位器來(lái)測(cè)量，如上圖所示，電位器的電阻需要增加，直到晶振停止振蕩，這個(gè)電阻值標(biāo)志著R ADDmax。使用 R ADDmax 和晶振的最大 ESR，可以計(jì)算負(fù)電阻和安全系數(shù)。

       如果ESR增加，則安全系數(shù)會(huì)降低，因此，無(wú)法再保證晶振的安全振蕩 (SF ? 5)。如果在舊設(shè)計(jì)中使用較小的晶振來(lái)替換較大的，這實(shí)際上很容易發(fā)生。

       但是在這種情況下，如何提高安全系數(shù)并保證振蕩穩(wěn)定呢？提高負(fù)電阻和安全系數(shù)的最簡(jiǎn)單的方法是降低C a和 C b，當(dāng)它們降低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致 R ADD在振蕩停止的點(diǎn)上更高，這導(dǎo)致負(fù)電阻的改善和安全系數(shù)的增加。這就是為什么封裝較小的晶振通常負(fù)載電容較低。因此，當(dāng)考慮從較大尺寸更換為較小尺寸時(shí)，同時(shí)也需要更換電容器。

       降低C a和 C b時(shí)要考慮的其他事項(xiàng)是調(diào)整，一般來(lái)說，由于坯料和電極的尺寸，較大晶振的調(diào)整較高。此外，當(dāng)降低電路中的負(fù)載電容時(shí)，微調(diào)會(huì)增加。當(dāng)重新設(shè)計(jì)具有較小晶振的電路時(shí)，可以預(yù)期微調(diào)更少，因此頻率更穩(wěn)定。如上所述，需要降低電路中的負(fù)載電容以保持負(fù)電阻和安全系數(shù)，因此微調(diào)會(huì)增加。因此，當(dāng)用較小晶振替換較大的時(shí)，整體上的調(diào)整將保持不變甚至增加。因此在小尺寸設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要步驟是為C a和C b選擇合適的電容器并評(píng)估電路中的正確負(fù)載電容，只有這樣才能保證晶振在其規(guī)格范圍內(nèi)振蕩。

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