晶体振荡器的发展

1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用***D封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～7℃范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器输出频率不超过200MHz。例如用于G***等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。

4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的***D TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90[%]。OAK公司的10～25 MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm的稳定度。

晶体谐振器主要参数

工作温度范围 晶体元件工作在规定频差之内的工作温度范围。

储存温度范围 晶体能在它的特殊性中得到完好保存的范围。

激励电平 电路中用来驱动晶体元件振荡的电源叫激励电平，越好的产品需要的激励电平越小。

负载电容 从晶体的两个引脚向电路系统看去电路所呈现的全部有效电容，即为负载电容，它与晶体元件一起决定晶体在电路上的工作效率。

等效电路 晶体的等效电路。可利用其表述晶体在谐振频率附近的工作特性，Co表示静态电容，是晶体两电极之间的电容和加上引线及基座带来的电容。RI、LI、CI组成晶体等效电路的动态臂。CI表示石英的动态电容。LI为动态电感，RI为动态电阻 .

谐振器的稳频条件

负载电容。石英谐振器一般作为电感组件在振荡电路中起稳频作用，而电路的其它组件均可等效为一个负载电容与石英谐振器的等效参数及频率稳定度带来影响。

从石英晶振元件两脚向振荡电路方向看进去的所有有效电容，就是该振荡电路加给石英晶振的负载电容。负载电容同石英晶振共同决定电路的工作频率。

通过调整负载电容，就可以将振荡电路的工作频率调整到标称值。负载电容选用要合理，电容太大时，杂散电容影响减小，但微调率下降; 容值太小时，微调率增加，但杂散电容影响增加、负载谐振电阻增加， 甚至起振困难。

晶体谐振器的激励电平

激励电平。一般取70 -100uA 为佳，用激励功率表示时，一般取1 -100uW 为佳。激励电平的大小直接影响石英谐振器的性能，所以电路设计者一定要严格控制石英谐振器在规定的激励电平下工作，以便充分发挥石英谐振器的特点。一般来讲，激励电平偏小对于长稳有利，激励电平稍大对于短稳有利。但是激励电平太大，石英片振动强，振动区域温度升高，石英片内产生温度梯度，会使频率稳定度降低;激励电平过大，由于机械形变超过弹性限度而引起长期的晶格位移，使频率产生长期性的变化，甚至有时会把石英片振坏;激励电平过大，会使等效电阻增加，Q 值下降，电阻温度特性和频率温度特性变得不规则;激励电平过大，容易激起寄生振动，同时还会使老化变大。当然，激励电平过低也会使信噪比变小而影响短期稳定度，激励电平太低，谐振器不易起振，影响工作的稳定和可靠性。所以谐振器使用应根据不同的要求严格控制激励电平，更不能为了增大输出而随意提高激励电平。