該標(biāo)準(zhǔn)適用于用于電子設(shè)備中的無引線晶體諧振器的負(fù)載電容適配器的電容校準(zhǔn)方法.本標(biāo)準(zhǔn)采用IEC60444-8(QIAJ-B-008)中定義的π電路方法,測量負(fù)載電容,以精確確定負(fù)載下無引線(SMD)晶體單元的諧振頻率.
a)頻率范圍和負(fù)載容量范圍
(1)本標(biāo)準(zhǔn)適用的頻率范圍為1MHz至150MH.
(2)本標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)載能力范圍為5pF以上.
注:當(dāng)應(yīng)用于頻率偏離1MHz至150MHz的諧振器單元時(shí),當(dāng)應(yīng)用于小于5pF的負(fù)載容量時(shí),可以通過討論客戶和供應(yīng)商之間的細(xì)節(jié)來擴(kuò)展頻率范圍.還不錯(cuò).這應(yīng)該在合同中說明.
b)優(yōu)先權(quán)
(1)如果因任何原因發(fā)生沖突,本規(guī)范應(yīng)由雙方協(xié)議最終確定.
(2)如果由于任何原因,本標(biāo)準(zhǔn)與客戶的要求規(guī)范或客戶的看法之間存在差異,客戶和供應(yīng)商應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)會(huì)議.然后,清除此矛盾,并在合同條款,客戶要求的規(guī)格,交貨規(guī)格等中指定結(jié)果,并確認(rèn)為合同之一.注意測量過程中最常見的差異是客戶應(yīng)用的負(fù)載能力與供應(yīng)商的負(fù)載能力之間的差異.沒有找到完全解決這種差異的方法.
一般事項(xiàng):
適合環(huán)境工作條件的溫度:25℃±5℃;負(fù)載容量適配器的適用容量范圍:5pF或更多;負(fù)載容量適配器的適用容量誤差,它由貼片晶振的頻率偏差指定;負(fù)載容量適配器校準(zhǔn)時(shí)允許的頻率偏差應(yīng)為±1ppm;激勵(lì)程度:1±0.1mA;負(fù)載容量適配器顯示,無需顯示負(fù)載容量適配器.
注意負(fù)載電容適配器不應(yīng)使用術(shù)語“夾具”(包括不穩(wěn)定元件)來確定作為測量工具一部分的有載諧振頻率,有載等效電阻等.因此,這稱為負(fù)載容量工具或負(fù)載容量適配器.指定盡可能多的項(xiàng)目.建議避免在負(fù)載容量適配器的顯示中重復(fù)內(nèi)容.當(dāng)有效表面積的顯示量實(shí)際上受限時(shí),要應(yīng)用的顯示在單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)中指定.注意避免在任何顯示屏上添加混淆.
處理負(fù)載容量適配器:
請勿跌落或撞擊負(fù)載能力適配器.如果對此應(yīng)用了跌落或影響,請重新校準(zhǔn).
負(fù)載容量適配器:
負(fù)載能力適配器應(yīng)符合IEC60444-8.IEC60444-8沒有詳細(xì)定義用于確定負(fù)載容量的校準(zhǔn)方法.
適用的保持器:
適用的支架應(yīng)為無引線貼片晶振(SMD).例如,當(dāng)在QIAJ技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)QIAJ-B-001中定義的保持架中表示時(shí),它小于D-4/3225C.
負(fù)載容量配置:符合IEC60444-8.
注1:結(jié)構(gòu),尺寸和材料的變化會(huì)引起雜散電容的變化,一旦確定就不應(yīng)輕易改變.
注2:未規(guī)定負(fù)載能力的結(jié)構(gòu),尺寸和材料.以下是推薦的示例.
校準(zhǔn)和負(fù)載能力的測量:
采用從晶體諧振器的等效電路常數(shù)確定的方法.容量計(jì)的容量值僅用于管理.通過供應(yīng)商和客戶之間的協(xié)議可以省略容量計(jì)的管理.
負(fù)載下共振頻率的測量方法:符合IEC60444-8.
電氣規(guī)格:規(guī)范的要點(diǎn)如下所示.
(1)負(fù)載容量適配器的容許容量是指定值±0.002pF,從頻率轉(zhuǎn)換為容量.
(2)測量電容時(shí),從晶體單元側(cè)測量負(fù)載電容適配器的電容.
校準(zhǔn)方法:
負(fù)載能力的確定
將根據(jù)客戶要求原型制作的晶振樣品提交給客戶,并要求客戶確認(rèn)該樣品的振蕩頻率.然后,將該數(shù)據(jù)和樣品返回晶體供應(yīng)商,并通過IEC60444-8的方法測量樣品的等效電路常數(shù).根據(jù)這些數(shù)據(jù),客戶的負(fù)載能力由計(jì)算確定.如果不采用這種方法,則使用提供給客戶的晶體諧振器或與之相當(dāng)?shù)木w諧振器.這稱為校準(zhǔn)晶體單元.負(fù)載容量由校準(zhǔn)晶體單元的等效電路常數(shù)確定.
注1:等效晶體單元與提供給客戶的晶體單元的設(shè)計(jì)相同.
注2:由于可能導(dǎo)致負(fù)載容量校準(zhǔn)異常,因此在±1pF的負(fù)載容量內(nèi)不允許進(jìn)行活動(dòng)下降,頻率下降和Fo±5％側(cè)振動(dòng)校準(zhǔn).
注3:不允許使用DLD.
原則
基于IEC60444-8,等效電路常數(shù)精確地確定在不產(chǎn)生DLD的激勵(lì)水平范圍內(nèi).接下來,假設(shè)存在理想的晶體單元,fr:串聯(lián)諧振頻率,fL:負(fù)載諧振頻率,C1:串聯(lián)電容,C0:并聯(lián)電容,CL:負(fù)載電容.

轉(zhuǎn)換等式(1),

如果已知,則可以確定負(fù)載容量.
校準(zhǔn)方法
用于校準(zhǔn)負(fù)載容量適配器容量值的測量儀器使用網(wǎng)絡(luò)分析儀.
程序
測量方法如下.
(1)根據(jù)IEC60444-1和IEC60444-8進(jìn)行π電路方法的初始校準(zhǔn).
(2)選擇一個(gè)客戶要求的晶體單元作為校準(zhǔn)SMD晶振單元.
(3)建議選擇根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)和制造的校準(zhǔn)晶體單元.
(4)根據(jù)IEC60444-1和IEC60444-8測量等效電路常數(shù).
(5)根據(jù)等式(1)確定fL.以fL為目標(biāo)校準(zhǔn)CL.
(轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載能力適配器微調(diào)器,使網(wǎng)絡(luò)分析儀上顯示的共振頻率為fL.)
使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)的規(guī)范如下.
(1)頻率范圍:1MHz至150MHz
(2)負(fù)載容量校準(zhǔn)的測試能力:符合IEC60444-8.
(3)校準(zhǔn):OPEN(開路元件),SHORT(短元件),LOAD(25Ω或50Ω元件)
(4)讀取頻率測量值高達(dá)1Hz的數(shù)字
注意用修剪器調(diào)節(jié)音量.貼片晶振兩端之間的電容差應(yīng)為1pF或更小.如果忽略這一點(diǎn),則可能發(fā)生π電路的輸入/輸出阻抗的差異,導(dǎo)致頻移.
校準(zhǔn)時(shí)間
校準(zhǔn)與IEC60444-8中定義的測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行.
校準(zhǔn)說明:
當(dāng)保持架尺寸為約3.0(W)×3.0(L)×1.0(h)mm或更小時(shí),機(jī)械Q值約為50,000或更小.利用這樣的機(jī)械Q值,π電路方法的相對測量精度約為1×10-6.因此,有載共振頻率的測量精度比這更差.結(jié)果,在制造商之間觀察到約50×10-6的誤差.應(yīng)該注意,隨著石英晶振頻率變高,這變得更加突出.如果客戶確認(rèn)此類現(xiàn)象,則客戶和供應(yīng)商應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)會(huì)議.然后,這個(gè)問題得到解決,結(jié)果在合同條款,客戶要求規(guī)范,交貨規(guī)范等中規(guī)定,并確認(rèn)為合同之一.
測量前的準(zhǔn)備:
(1)測量儀器,測試夾具,負(fù)載能力適配器等整個(gè)測量系統(tǒng)應(yīng)該至少提前2小時(shí)安裝.
(2)測量儀器應(yīng)至少運(yùn)行2小時(shí).
(3)檢查測量溫度是否合適.
測量過程中的注意事項(xiàng)和注意事項(xiàng):
不要使測量系統(tǒng)振動(dòng).別動(dòng).不要移動(dòng)電纜位置.請勿掉落負(fù)載容量適配器.如果掉線,重新校準(zhǔn).
測量后的處理:
不應(yīng)拆卸測量系統(tǒng).必須定期檢查和校準(zhǔn)測量儀器.要測量的晶體單元要小心移動(dòng).保存或保存很重要.
溫度特性的測量:
不要讓溫度變化到負(fù)載能力適配器.因此,不應(yīng)使用負(fù)載容量適配器在客戶特定條件下測量溫度特性.如果要測量溫度特性,請使用備用負(fù)載容量適配器.在這種情況下,必須使用符合IEC60444-8的負(fù)載容量適配器進(jìn)行校準(zhǔn).振動(dòng)下的測量,不要給出與沖擊相關(guān)的沖擊波或振動(dòng).
基于質(zhì)量認(rèn)證的定期校準(zhǔn):
(1)定期校準(zhǔn)基于石英晶體進(jìn)行校準(zhǔn).
(2)校準(zhǔn)周期為每年一次.
(3)基于IEC60444-8,校準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)為串聯(lián)諧振頻率和Q,R1,C1,L1和Co.如果校準(zhǔn)時(shí)的測量結(jié)果超出前一次校準(zhǔn)值的±1.5ppm誤差,則應(yīng)適當(dāng)?shù)貋G棄校準(zhǔn)晶體單元.使用替代校準(zhǔn)晶體單元.
(4)校準(zhǔn)貼片晶振單元應(yīng)存放在不會(huì)受到?jīng)_擊或振動(dòng)的地方.氣候條件是常溫,常濕和常壓.

附錄1負(fù)載能力適配器的外部尺寸-尺寸為3.2mmx2.5mm的CL板示例

附圖2負(fù)載容量適配器的引腳安裝

圖3負(fù)載容量適配器微調(diào)器安裝圖

附錄4引腳安裝圖

附錄5CONTACT_BOARD圖-3.2mmx2.5mm尺寸的接觸板示例

本評注解釋了案文和相關(guān)事項(xiàng)中規(guī)定和描述的事項(xiàng),并不是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一部分.
1.研究背景
理論上,需要一種等效于貼片晶振的串聯(lián)諧振頻率所需的相對頻率測量精度的負(fù)載電容適配器及其校準(zhǔn)方法.然而,實(shí)際上,由于用于測量負(fù)載電容適配器的容量的測試夾具的結(jié)構(gòu),校準(zhǔn),元件材料,接地等的變化,負(fù)載的諧振頻率對于每個(gè)晶體供應(yīng)器而言是不同的.
近年來,除了頻率穩(wěn)定性要求之外,晶體振蕩器還具有可變頻率要求.因此,負(fù)載能力越來越低,2006年的信息約為7pF.利用該負(fù)載電容,晶體電容器電極面積與由保持架的雜散電容等決定的并聯(lián)電容之間的差值小于1/10,因此容易極大地影響負(fù)載下的諧振頻率的測量誤差.我明白了出于這個(gè)原因,人們認(rèn)識到這是用戶服務(wù)方面的一個(gè)主要問題,并被提議給QIAJ技術(shù)委員會(huì)作為負(fù)載容量適配器的校準(zhǔn)方法.
2.考慮因素
有兩種方法可以標(biāo)準(zhǔn)化負(fù)載容量適配器容量值的校準(zhǔn)方法.
(1)使用容量計(jì)校準(zhǔn)負(fù)載容量適配器的容量值.
(2)作為考慮使用已知的等效電路常數(shù)從校準(zhǔn)石英水晶振子加載時(shí)的諧振頻率校準(zhǔn)負(fù)載電容適配器的電容值的結(jié)果,由于測量精度不足而未采用(1)..在(2)中,晶體單元的雜散電容的影響不容忽視.然而,已經(jīng)認(rèn)識到,與方法(1)相比,可以降低負(fù)載下的共振頻率的相對測量精度.然后,方法(2)被采用,一些QIAJ成員聚集在QIAJ會(huì)議室并進(jìn)行了轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)驗(yàn).
作為考慮轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果,認(rèn)識到有必要在校準(zhǔn)晶體諧振器的等效電路常數(shù)的規(guī)范中清楚地確定包括雜散電容的等效電路常數(shù).以下問題也得到了確認(rèn).(順序是隨機(jī)的).
1)頻率特性引起的誤差無法消除.
2)由于負(fù)載容量適配器可能無限擴(kuò)展,管理方面變得復(fù)雜.
3)使用石英晶體進(jìn)行校準(zhǔn)的方法,與測量儀器制造商的現(xiàn)狀不符,不是一種已經(jīng)滲透到客戶手中的方法,因此接受客戶需要?jiǎng)趧?dòng)力.
因此,作為替代方案,通過添加已應(yīng)用于某些現(xiàn)有方法和另一種方法的方法,出現(xiàn)了以下兩個(gè)提議.這兩個(gè)案例也包括在標(biāo)準(zhǔn)化文件中.此外,其中一個(gè)是根據(jù)客戶和制造商之間的合同選擇的.
(方法1)將晶體制造商根據(jù)客戶要求制作的樣品發(fā)送給客戶.客戶測量振蕩頻率.然后,客戶將結(jié)果和樣品返回給晶體制造商.晶體制造商測量晶體單元的等效電路常數(shù),IEC60444方法和樣品由客戶測量,振蕩頻率由客戶測量.根據(jù)這些結(jié)果,確定客戶振蕩電路的負(fù)載容量.使用晶體制造商的負(fù)載能力值與客戶聯(lián)系并簽訂合同.注意此方法需要時(shí)間,但是已應(yīng)用的方法之一.
(方法2)可以說客戶有一個(gè)專用于晶體單元的測量儀器.由于該測量裝置通過計(jì)算晶體諧振器的等效電路常數(shù)來確定負(fù)載容量,因此可以消除由于使用校準(zhǔn)晶體諧振器的方法產(chǎn)生的頻率特性引起的誤差.因此,當(dāng)客戶通過模擬確定負(fù)載容量時(shí),此方法是有效的.
注:為了消除保持架并聯(lián)容量的影響,有一種通過將電感器與保持架并聯(lián)連接來中和并聯(lián)容量的方法.在該方法中,由于測試夾具和負(fù)載能力適配器的尺寸,難以確保電感器的適用區(qū)域,并且不采用該方法.

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