Колекції

Старіння кварцових кристалів: довготривала стабільність та точність

Старіння кварцових кристалів: довготривала стабільність та точність


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Кристалічні кварцові резонатори використовуються у фільтрах та генераторах як високоефективні резонансні схеми.

Ці резонатори відомі своєю високою продуктивністю та стабільністю, але вони з часом дуже незначно змінюють свою частоту в процесі, званому старінням.

Хоча зміни частоти незначні, вони постійні і можуть мати ефект у деяких додатках, де точність частоти має велике значення.

Можливо, мінімізувати зміни, які виникають внаслідок старіння кристалів кварцу в процесі виробництва та в процесі використання.

Основи кварцового старіння

Старіння кристалів кварцу зумовлене різними факторами. Кристали Differnet старіють з різною швидкістю, і це можна пояснити цілим рядом факторів: хтось у процесі виробництва, а хтось способом використання.

  • Зміна поверхні кристала:
  • Забруднення кристалічної решітки:
  • Теплові ефекти:
  • Втомлюваність дроту:
  • Фрикційний знос:
  • Рівень приводу:

Рівень старіння можна мінімізувати різними способами як у виробництві, так і в процесі використання:

  • Зменшення старіння у виробництві: Під час виробництва вони повинні бути капсульовані в середовищі інертних газів, при цьому запобіжник повинен мати хорошу герметичність, щоб інші гази не потрапляли. Також завершальні етапи підготовки кришталевої заготовки повинні бути підготовлені якомога тонше. Замість того, щоб притискати заготовку до потрібних розмірів, використовується хімічне травлення. Таким чином мінімальний збиток викликає кристалічну решітку, і це зменшує потрапляння забруднень з часом, що спричинить старіння.
  • Зменшення старіння при використанні: Дизайн схеми, в якій буде використовуватися кристал, також має ефект. Підтримуючи рівень приводу знову низьким, старіння кристалів буде меншим.

Як і слід було очікувати, швидкість зміни частоти кристалів змінюється залежно від часу після виготовлення. Максимальна швидкість зміни частоти відбувається відразу після виготовлення, а згодом зменшується. В якості орієнтира встановлено, що це найшвидше протягом перших 45 днів експлуатації. Незважаючи на це, протягом життя кристалу завжди існує певна ступінь старіння. З огляду на той факт, що найбільша швидкість змін відбувається відразу після виготовлення, предмети з високим допуском працюють деякий час перед відправкою. У виробів з дуже високим допуском це може тривати до декількох місяців експлуатації.

Як тільки рівень старіння врегульовано, виявляється, що типові цифри можна наводити для багатьох типів. Встановлено, що однією з основних варіацій є тип інкапсуляції, який використовується. Двома найпоширенішими методами інкапсуляції наскрізних отворів для кристалів є опірне зварювання та холодне зварювання. Вони, як правило, дають цифри приблизно 5 частин на мільйон (ppm) для герметичної герметичної інкапсуляції та 2 ppm для герметичної герметичної інкапсуляції із використанням тримача HC43 / U. Вони обидва рухаються у напрямку вниз. У деяких випадках також можна знайти скляні капсульовані кристали. Вони, як правило, рухаються вгору і можуть мати допуск або трохи менше 5 ppm. Також існує велика різноманітність кристалів для поверхневого кріплення. Типовий пластиковий пакет або скляний шовний пакет може давати приблизно ± 5 ppm, тоді як металевий шовний пакет може давати менше 3 ppm.

Якщо кристал підтримується в тому ж контурі і при тій же температурі, наслідки старіння можуть стабілізуватися через кілька років експлуатації. Однак якщо їх змінити, це може призвести до зміни швидкості старіння. Це може навіть змінити напрямок.

Мінімізація наслідків старіння

Чистота навколишнього середовища навколо кристала є одним з основних способів зменшення старіння. Тому дуже важливо переконатись, що кристалічний пакет або капсула в жодному разі не пошкоджені. Ущільнення не повинно бути пошкоджене, а також не зігнуті штифти, оскільки це може зламати ущільнення.

Там, де потрібна дуже висока продуктивність, часто генератори попередньо старіють, тобто працюють при температурі, щоб забезпечити проходження періоду максимальної швидкості старіння перед подачею агрегату.

Ефекти старіння кристалічного кварцового резонатора будуть завжди присутні. В результаті необхідно запропонувати методи тонкого регулювання частоти в ланцюгах, де точність частоти має першорядне значення. Також необхідно періодично проводити калібрування, де важлива точність частоти. У багатьох схемах проблема може бути не важливою. Щоб мінімізувати наслідки старіння кристалів, можна придбати відповідні кристали, а потім будь-яку схему можна сконструювати для мінімізації ефектів. Також допомагає підтримка кристала при постійній температурі.


Перегляньте відео: Як виростити кристал. Частина 2. #цікава хімія (Червень 2022).