晶振測試介紹和意義

石英晶體振蕩器（以下簡稱晶振）是利用石英晶體壓電效應而制成的器件，它的作用是輸出高精度和高穩(wěn)定度的脈沖信號，為整個電路提供時序基準。我們知道，現(xiàn)在電路中有越來越多的時序電路，它們之間的協(xié)同運行必須要有一個時間基準，才能統(tǒng)一一致的行動，就像電視劇里特種行動小隊在出發(fā)前都要對下表一樣，晶振在系統(tǒng)中起的作用就如同隊長的手表，它如果穩(wěn)定性或準確性不好的話，那整個系統(tǒng)就會錯誤頻出，故障率很高。所以又把晶振稱為單板的“心臟”。

石英晶體振蕩器是由品質因數Q*高的石英晶體諧振器和振蕩電路組成。晶體的品質因數、切割取向、晶體振子的結構及電路形式等，共同決定振蕩器的性能。國際電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數字補償式晶體振蕩（DCXO）以及混合式的VOCXO振蕩等。

SPXO的內部結構圖

OCXO的內部結構圖

雖然因為石英晶體的Q值很高，晶振輸出的穩(wěn)定性和準確性都很高，但由于晶振內部元器件參數隨著運行時間發(fā)生飄逸，電源、負載和溫度等參數變化等原因，其輸出并不是恒定不變的。任何晶振，頻率不穩(wěn)定是*的，只是程度不同而已。一個晶振的輸出頻率隨時間變化的曲線如下圖所示。下圖中表現(xiàn)出頻率不穩(wěn)定的三種因素：老化、飄移和短穩(wěn)。其中短穩(wěn)性能會影響到接收機的接收靈敏度和選擇性、會影響高速率數字通信系統(tǒng)、會影響測試系統(tǒng)測試靈敏度等等，對高速信號的質量起著決定性的作用。短穩(wěn)指標的時頻表現(xiàn)就是人們常說的眼圖。老化和飄移是對晶振長期穩(wěn)定指標的描述，它表征晶振運行一段時間（經常是日、月、年等）后，輸出頻率的變化程度。

晶振輸出頻率隨時間變化的示意圖結

綜上，晶振的頻率測試，需要長時間的測量并記錄，測試過程中又經常需要更換溫度、電壓、負載等條件，如果純手工操作，需要大量的人力，成本*高，不具備可操作性。集團為此需求專門開發(fā)了全套的自動化測試系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用銣鐘做為基準，提升整套系統(tǒng)的測試*度，使用軟件控制可編程電源、頻率計和溫箱，可實現(xiàn)在滿足條件后自動記錄數據，以及多路輸出同時控制并記錄，大大節(jié)省了人力成本。集團還有40G/s的高采樣率的示波器，可以把晶振的輸出波形準確的還原并測量，大限度的減少測量誤差。

測試對象

晶振在電子產品PCBA上幾乎無處不存，常見的有：時鐘晶振、實時晶振、聲卡晶振、網卡晶振等。

優(yōu)勢

集團性能實驗室對晶振的失效分析也有較深厚的技術積累，其充分發(fā)揮集團的平臺優(yōu)勢，創(chuàng)造性的利用多領域的專業(yè)分析工具，對晶振進行綜合分析。比如，集團性能實驗性創(chuàng)造性的把掃描電鏡引入到晶振內部石英晶片的研究上來。晶振在生產中，需要給石英晶體的表面上被上一層銀層，并通過調節(jié)銀層的厚度來調節(jié)振蕩器的輸出頻率。銀層的平整程度、銀層表面是否有雜質，劃痕以及石英晶片是否有裂痕等，會直接影響到振蕩器的輸出，甚至使振蕩器停振或休眠。分析晶振時，把晶振開封的過程中會從外界引入大量的雜質，這些雜質落到晶片上，與晶片上原來的雜質混在一起，增大了分析的難度。這時可以使用掃描電鏡的成份分析功能，對晶片上的雜質成份進行分析，可以有效的判別出此雜質是由于開封時引入的，還是晶片上本身存在的，還可以使用掃描電鏡對晶片上的被銀面的各個區(qū)域進行成份掃描，通過分析各個區(qū)域上銀成份的差別，來判定此晶片加工時微調了幾次，微調區(qū)域是否為被銀面的中心，微調時使用的加銀工藝還是去銀工藝等等。

晶振材料的測試和分析，是需要很深厚的專業(yè)知識和技術積累的，對設備的要求也非常的高，測試項目和測試方法遠不局限于上述提到的內容。集團已初步建立起晶振材料的測試能力，愿意幫助上下流合作伙伴排憂解難，共同提升產品的可靠性。

檢測流程步驟

溫馨提示：以上內容僅供參考使用，更多檢測需求請咨詢客服。