概念对比:频率准确度和频率稳定度

在选购或者使用晶振时,我们经常会听到频率准确度频率稳定度这两个概念。虽然两者都与晶振的频率变化相关,但它们的关注重点不同。

频率准确度

频率准确度是指晶振的实际输出频率与其标称频率之间的偏差。通常用ppm来表示。数值越小,表示晶振的实际频率越接近理想值。

对于要求精确计时或高精度通信的应用,频率准确度越高越好。如果误差过大,可能会导致数据同步错误、通信频率漂移,甚至系统故障。

影响准确度的因素
  • 制造公差:即使是同一批次的晶振,也可能会有细微的加工误差。
  • 初始调节误差:出厂校准时可能会有微小的误差。
  • 温度变化:虽然25°C室温下的准确度较高,但温度变化会影响晶振频率。
  • 电源电压变化:供电电压的波动可能会导致频率偏移。
规格书参数解读

假设8MHz的晶振,调整频差为±10ppm。这个晶振在25°C室温下,实际频率可能为:

8MHz ± (10×10⁻⁶×8MHz) = 8MHz ± 80Hz 

即7.999920MHz到8.000080 MHz

频率稳定度

频率稳定度描述的是晶振的频率随时间、温度、电源电压、机械振动等因素变化的程度。它衡量的是在不同环境条件下,晶振频率的漂移情况。

影响的因素
  • 温度变化:温度是影响频率稳定度的主要因素,不同晶振的温漂不同。
  • 电源电压波动:电压变化会影响晶体的振荡频率。
  • 老化:晶振的频率会随着时间逐渐变化,通常以“ppm/年”表示。
  • 机械振动和冲击:外部振动或冲击可能导致晶振频率瞬时漂移。
规格书参数解读

假设10MHz的温补晶振(KT20),当温度在-40~85°C之间变化时,它的频率最多偏离标称值 ±0.5ppm。这个晶振的频率变化为:

10 MHz ± (0.5 × 10⁻⁶ × 10 MHz) = 10MHz ± 5 Hz

即9.999995 MHz到10.000005 MHz


凯擎小妹总结

  • 频率准确度:出厂时的频率偏差,决定了初始的精确程度。
  • 频率稳定度:随时间和环境变化的漂移,决定了长期使用的可靠性。

参数

频率准确度

频率稳定度

定义

出厂时的实际频率与标称值的偏差

频率随环境因素(温度、电压、时间等)变化的程度

单位

ppm、ppb、%

ppm、ppb、Hz

影响因素

制造误差、初始校准、温度、电压

温度、电压、老化、机械振动

时间相关

某一时刻的准确性

随时间或环境变化的稳定性

适用场景

GPS、通信同步、测量仪器

高精度时钟、导航系统、实验室设备

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