10/29/2021，翔光的部分產(chǎn)品中要用到MCU及晶振，為了使產(chǎn)品運行穩(wěn)定可靠，他們在產(chǎn)品開發(fā)階段對重要元件的參數(shù)要做詳細驗證，晶振作為電路的核心元件，做參數(shù)匹配驗證是必不可少的。晶體振蕩器俗稱晶振，晶振電路用于產(chǎn)生時間頻率基準，為微控制器系統(tǒng)(MCU)提供精準的時基。在實際應(yīng)用中，如果晶振電路負載參數(shù)匹配不當，一方面，可能會造成晶振電路工作頻率出現(xiàn)偏差，進而造成計時不準，通信不能同步；另一方面，在睡眠喚醒時，電路擾動較小，可能會導(dǎo)致晶振電路起振困難。因此，合理匹配晶振電路負載參數(shù)具有十分重要的意義和實際應(yīng)用價值。晶振分為無源晶振和有源晶振。無源晶振即晶體需要借助于外圍電路驅(qū)動才能產(chǎn)生振蕩時鐘信號，自身無法起振；有源晶振內(nèi)置有振蕩電路，只需要提供合適的直流電源，即可輸出穩(wěn)定頻率。無源晶振匹配測試從以下幾個方面對晶振的參數(shù)做驗證及匹配測試：

一、實際頻率是否在標稱頻率附近是否符合預(yù)期
   以我司產(chǎn)品USB 3.2 Gen2  type A to type C上20MHz的無源晶振測試為例,看實測波形。測試方法：示波器探頭接至晶振1腳或3腳， 探頭鱷魚夾接地 探頭撥至X1檔。 實測頻率在19.96~20.04MHz之間，符合預(yù)期頻率。


                
二、晶振是否被過份驅(qū)動，工作功率是否小于驅(qū)動功率（DL測試）
    驅(qū)動功率即晶體起振所需的功率。若驅(qū)動功率太小不足以驅(qū)動晶振會導(dǎo)致晶振不起振；若驅(qū)動功率過大則會導(dǎo)致輸出頻率偏移。測試方法：測得流過晶振的電流，進而可以算出工作功率，驗證工作功率是否小于驅(qū)動功率。                 
                  DL＝I^2•Re（W）
上式中，I表示通過晶體的電流，Re=R1 (1+C0/CL )^2；                   
R1為動態(tài)電阻也稱等效串聯(lián)電阻；C0為靜態(tài)電容也稱等效并聯(lián)電容，CL為負載電容，以上參數(shù)規(guī)格書中都會列出。

三、負性阻抗是否符合預(yù)期值
   負性阻抗是振蕩線路在振蕩頻率時的阻抗特性,又叫負載諧振電阻。振蕩IC的負性阻抗（-R）至少為晶振阻抗（也稱等效電阻ESR或內(nèi)阻R1）的5倍以上即絕對值|-R|>5R。負性阻抗測試步驟：
（1）如意示圖所示：串聯(lián)可調(diào)電阻R到晶振的輸出端（out）；
（2）調(diào)整可調(diào)電阻R值使晶振由起振至停止振蕩；
（3）當電路由起振至停止振蕩時測R值；
（4）得到負性阻抗|-R|=R+R1驗證│-R│是否大于     5 *R1。



四、外部電容是否與負載電容CL 相匹配
   負載電容在生產(chǎn)環(huán)節(jié)已經(jīng)根據(jù)需求通過加工工藝鎖定,無法更改,在應(yīng)用中當外部的匹配電容等于負載電容時無源晶振輸出的頻率最準確。
  即當CL=Cg//Cd+Cs=(Cg*Cd)/(Cg+Cd)+Cs 時晶振輸出的頻率最準確。
 Cs為電路板的等效雜散電容,由于電路板、封裝PCB走線不同這個容量有所不同按照經(jīng)驗通常取Cs為2～5pF。


   
   從下左圖晶振的規(guī)格書可知，晶振內(nèi)阻為100歐姆，驅(qū)動功率為100uW,負載電容為8pF, 右圖為2-4項測試結(jié)果， 負性阻抗932Ω＞5*100Ω，工作功率96.28uW小于100uW，均符合匹配要求，外部電容兩個8pF串聯(lián)后為4pF,雜散電容取4pF，兩者兩加等于8pF，剛好等于晶振的負載電容，符合匹配要求。
 
 
五、頻率溫度特性
   所有石英晶體做成的電子頻率元器件，均有溫漂的特點。在熱沖擊（快速加溫或降溫）的情況下，晶振頻率會發(fā)生頻率漂移，嚴重時會導(dǎo)致晶振直接不起振。下圖為的測試結(jié)果，橫坐標為溫度，縱坐標為頻率相對于25℃的偏差(ppm），可見頻率變化在正負5ppm,符合預(yù)期。


         
   翔光一直致力于DP、HDMI、USB TYPE C等消費類音視頻傳輸線及通信光模塊的研發(fā)，為客戶提供不同需求的定制設(shè)計方案。目前已研發(fā)出DP1.4 全光有源光纜。我司還生產(chǎn)無源器件(WDM、CWDM、DWDM、FWDM)及機械光開關(guān)、固定光衰減器、光纖跳線等無源器件，同時大力發(fā)展光模塊，有無源光模塊（CWDM、DWDM、OADM)、光電結(jié)合模塊(CATV EDFA，SDH EDFA)等。400G光模塊不久即將推出，在技術(shù)最前沿引領(lǐng)光通訊行業(yè)的發(fā)展。