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外置晶振在高温下频偏会增大吗?

华昕电子 2025-12-03 17:59 次阅读
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外置晶振的频率偏移通常会随着温度变化,高温是导致频偏增大的主要原因之一。这几乎是所有基于石英晶体的振荡器的固有特性。
温 测 曲 线 图

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为了直观理解,下图展示了一条典型的晶振频率-温度曲线:


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从上图可以看出,在常温(25℃)附近频偏最小,而随着温度向两端(特别是高温端)变化,频率偏差会显著增大。


温度稳定性如何量化

晶振应对温度变化的稳定性,通常用“温度稳定性”这个关键参数来描述,单位是ppm(百万分之一)。它定义了在特定温度范围内,频率相对于基准温度(通常为25℃)的最大允许偏差。

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如何应对高温频偏c3f92bd0-d02e-11f0-8ce9-92fbcf53809c.png

选型与设计建议

1.根据应用要求选择合适的晶振类型

对于蓝牙Wi-Fi无线通信,必须确保频偏在协议允许范围内(如蓝牙要求±40ppm以内),应选择高稳定性的TCXO或至少是±10ppm的高频晶振。

对于车载、工业等宽温环境应用,需确保所选晶振的整个工作温度范围覆盖你的应用极限,并留有余量。

下图梳理了应对高温频偏的选型决策路径:

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2.注意“总频偏”的概念

实际系统中的频率误差是初始精度、温度稳定性、老化率、负载匹配误差等多种因素的总和。例如,一个标称为±10ppm的晶振,在高温下可能仅温度一项就贡献了+15ppm的偏移,如果再叠加上其他误差,很容易超标。

3.优化PCB布局与散热

将晶振远离发热源(如CPU电源芯片)。

保证晶振及相关电路有良好的接地和散热,避免因自身温升加剧频偏。

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高温下频偏增大是必然的物理现象。关键在于根据你的应用场景、温度范围和对频率精度的要求,选择合适类型的晶振,并在设计时系统性地考虑所有误差来源。

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