《[电子标准]-SJT 11210-1999 石英晶体元件参数的测量 第4部分 频率达30MHz石英晶体.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[电子标准]-SJT 11210-1999 石英晶体元件参数的测量 第4部分 频率达30MHz石英晶体.pdf（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、SJ 中华人民共和国电子行业标准 习/ T 1 1 2 1 0 一 1 9 9 9 i d t I E C 4 4 4 一4 : 1 9 9 8 石英晶体元件参数的测量 第4 部分:频率达3 0 M H z 石英晶体元件负载谐振频率f L 和负载谐振电阻R L 的测量 方法及其他导出参数的计算 Me a s u r e m e n t o f q u a r t z c r y s t a l u n i t p a r a m e t e r s P a rt 4 : Me tho d f o r t h e me a s u r e me n t o f t h e l o a d r e
2、 s o n a n c e f r e q u e n c y几， l o a d r e s o n a n c e r e s i s t a n c e R L a n d th e c a l c u l a t i o n o f o th e r d e r i v e d v a l u e s o f q u a r t z c r y s t a l u n i t s , u p t o 3 0 MH z 1 9 9 9 一 0 8一 2 6 发布 1 9 9 9一 1 2 一 0 1 实施 中华人民共和国信息产业部发布 标准分享网 w w w .b z f x w .c
3、 o m 免费下载 目次 前言 E E C前言 1 范围 ， ， ， 。 ， ， ， ( 1 ) z 测最电路 ， ， ， 。 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 ， ， ， 一( 1 ) 3 测量方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 附录A( 标准的 附录)关于负载电容器的使用建议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、 . . . . . . . . . ( 3 ) 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 前言 本标准等同 采用E E C 4 4 4 一 4 : 1 9 8 8 石英晶 体元件参数的 测盘第4 部分: 频率达3 0 M H a 石 英 晶 休 元 件 负 载 谐 振 频 率f c 和 负 载 谐 振 电 阻R L 的 测 量 方 法 及 其 他 导 出 参 数 的 计 算。 这样， 使我国 石英晶体元件参 数测量的电 子行业标准与】 E C 石英晶体元件参数的测It标 准相一 致，以 适应此领域中国际 技术交流和经济贸易往来迅速发展的需要， 便于我国 生产的 这
5、 类产品质 量水平达 到国际 通用 要求并在国 际市场流通。 本 标准与下述五 项电子行业标准构 成石英晶 体元件参数测量的完整系列标准。 S i / Z 9 1 5 4 . 1 - 8 7 用n 型网 络零相位法侧量石英晶体 元件参数第一部分:用二型网 络零相位法测量石英晶体元件 谐振频率和谐振电阻 基本 方法。 ( i d t I E C 4 4 4 一1 : 1 9 8 6 ) S J / Z 9 1 5 4 . 2 - 8 7 用二 型网络 零相位法测量石英晶体元件参数 第二部分: 测量石英晶 体元件动态电 容的相 位偏置 法 ( i d t I E C 4 4 4 一 2 : 1 9
6、 8 0 ) S E/ Z 9 1 5 4 . 3 一 8 7 用二 型网络 零相位法 测量 石英晶 体元件参数 第三部分: 利用有并电 容 C a 补偿的 二 型网络相位法测量频率达2 0 0 wh的石英晶体元件两 端网络 参数的基 本方法 ( id t E E C 4 “ 一 3 : 1 9 8 6 ) S E N T 1 1 2 1 1 - 1 9 9 1.， 石英晶体元件参数的测量 第五部分:采 用自 动网络分析技术和误 差校正确定等效电参数的方法 ( i d t I E C 4 4 4 一 5 一 1 9 9 5 ) S T/ 1 1 1 2 1 2 一 1 9 9 9 石英晶体元件
7、参数的测量 第六部分: 激励电平相 关性 ( D L D )的 测量 ( i d t I E C 4 4 4 一 6 一1 9 9 5 ) 本标准的附录A为标准的附录。 本 标准由电子工业部标准化研 究所归口。 本标准由国营北京晨星无线电器材厂负贵起草。 本标准主要起草人:章怡、宋佩任、邓鹤松、边一林。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 I E C 前言 1 ) I E C( 国际电工委员会)是由各国家电工委员会 ( I E C国家委员会)组成的世界性标 准化组织。I E C 的目 的是促进电 工电子领 域中 标准化问题的国际合 作。为此目的，除其他活 动外
8、，I E C发布国际标准。国际标准的制定由技术委员会承担，对所涉及内容关切的任何 I E C国家委员会均可参加国际标准的制定工作。与 I E C 有联系的任何国际、政府和非官方组 织也可以参加国际标准的制定。I E C与国际标准化组织 ( IS O )根据两组织间协商确定的条 件保持密切的合作关系。 2 ) I E C在技术问题上的正式决议或协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的 技术委员会制定的，对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致惫见。 3 )这些决议或协议以标准、技术报告或导则的形式发布。以推荐的形式供国际上使用， 并在此意义上，为各国家委员会认可。 4 )为了促进国际上的统一
9、。各 I E C国家委员会有贵任使其国家和地区标准尽可能采用 I E C标准。I E C 标准与相应国家或地区标准之间的任何差异均应在国家或地区标准中指明。 国 际标准I E C 4 4 4 - 4 是由I E C 第4 9 频率控制和选择 用压电与 介电器件技术委员会制定 的。 本标准构成石英晶体元件参数的测量系列标准的第 4 部分。 I E C 4 4 4 一1 构成第一部分:用 二型网络零相位法测量石英晶体元件谐振频率和谐振电 阻的基本方法 ( 第二版，1 9 8 6 ) , I E C 4 4 4 一 2构成第二部分:测量石英晶体元件动态电路的相位偏置法 ( 第一版，1 9 8 0 )
10、 , I E C 4 4 4 一 3 构成第三部分: 利用有并电容q补偿的二型网络 相位法测量频率达2 0 0 M H z 的石英晶体元件两端网络参数的基本方法 ( 第一版，1 9 8 6 ) 0 本标准文本以下列文件为依据: 卜 i.A a AN il 一 A M 38049 (CO) 156 49 (CO) 1科 - A 1 a949 (CO) 178斗 A lkl1m49 (CO) 183, 193A 表决批准 本标准的详细资 料可在上表列出的表决报告中查阅。 本标准引 用了下 列I E C 标准: 1 2 2 - 1 ( 1 9 7 6 ) : 频率控制和选择用石英晶体元件第一部分:
11、标准值和试验条件， 包 括修改 1 ( 1 9 8 3 ) 0 1 2 2 - 2 ( 1 9 8 3 ) : 频率控制和 选择用石英晶体元件 第二部分:频率控制和选择用石英 晶体元件使用指南 3 0 2 ( 1 9 6 9 ) :工作频率达3 0 M H z 的压电振子的标准定义和测量方法 4 4 4 - 1 ( 1 9 8 6 ) :石英晶体元件参数的测量第一部分:用 二型网络零相位法测量石英 晶体元件谐振频率和谐振电阻的基本方法 4 4 4 一 2 ( 1 9 8 0 ) : 石英晶体元件参数的测量 第二部分: 测量石英晶体元件动态电路的 相位偏 置法 标准分享网 w w w .b z
12、f x w .c o m 免费下载 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 石英晶体元件参数的测t 第4 部分:频率达3 0 M H : 石英晶体元 件负载谐振频率几和负载谐振电阻R L 的测A方法及其他导出参数的计算 习/ T 1 1 2 1 0 -1 到珍 i d t I E C 4 M 一4: 1 9 . 8 Me a s u r e m e n t 成q u a r t z 呵 幽】 u n i t 户扭 . P a r t 4 : Me t h o d f o r t h e m e a s u re ment 成t h e lo a d r e s o n a n c
13、e f r e q u e n c y f L , l o a d . 巴 胜 知 . 侧 比川 山. . 国R L 邵 日t h e 。 七 山li o n o f o t h e r d e r iv e d v a l a s e s o f q u a r t z c r y s t a l mil l s ,四 t o 习 MH z 范困 本 标 准 规 定 了 颇 率达3 0 M H z 石 英 晶 体元 件负 载 谐 振 拟率人和负 载 谐振 电 阻R L 的 简单 测量方法。从这两项测量可计算出由E E C 1 2 2 一 1 修改1 中 定义的负载 谐振颇 率偏里 石， 频
14、率 牵 引 范 围 几 : 、 和 牵 引 灵 敏 度S o 本方法采用的是测量申联谐振频率f和当 与晶体元件串 联一个负载电容C L 时产生的f L 的 变 化 ( 即 J L ) - 测量准确度主要由 频率侧2的准确 度和负载电容校准的准确度决定。 用 不同 的 负 载 电 容 测 量 的 负 载 谐 振 频 率 J L 可 以 确 定E E C 3 0 2 中 定 义 的C ; 和L i o 应当注 意，当 进行晶体元件的负载谐振频率 测量时， 可获得的准确度是晶体元件设计和 负载电容值的函数，还与侧量的方法有关。 有关的一般性有用资料可参见 E E C 1 2 2 一 2 0 2 测量
15、电路 2 . 1 测量电 路由E E C 4 4 4 一 1 中 所规定的 零相位二 网络系统构成， 该网络中 能够在晶体元件 引出端和二网 络的接触片 之间 放入一已 校准的负载电 容器，以 获得规定的 负载电 容值。 负载电容器应可更换和可互换， 以便 使得串 联谐振测量时和一个或多个负载电容的负载 谐振侧量时能够在同一个侧量的系统中进 行， 而无测量系统的扰动。 2 . 2 关于负载电 容器的典型设计的概述和接人 二 网络的方法及其测量误差在附录A中给 出。 2 . 3 负载电容器的技术要求 中华人民共和国信息产业部 1 9 9 9 一 O B 一 2 6 发布1 9 9 9 一1 2一
16、 0 1 实施 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S J / r 1 1 2 1 0一 】 望珍 2 . 3 . 1 负载电容器的剩余电感应小于1 0 - 9 H , 2 . 3 . 2 规定的 标称值 允许 偏差在频率达1 M H z 时应不 大于t 0 . 1 p F , 2 . 3 . 3 负载 电 容 器的 串 音电 容 应 小 于0 . 0 5 p F 。 申 音电 容 可 按 录A 所 述 测 量 。 2 . 3 . 4 负载电 容器的沮度系数2 5 为基准， 应小于3 0 x 1 0 - 今 。 3 测t方法 3 . ， 初始调整 零相位 二
17、网络系统的校准和初始调整按E E C 4 4 4 - 1 第6 章的 规定进行。 3 . 2 系统中 ( 见3 . 1 条) 所用的 基准电阻能够从网 络中取出， 并能替代晶体元件及其相应 的 负 载电 容。 在 零 相 位时 测 童 负 载 谐 振 频率 fL， 而 负 载 电 阻R L 是由I E C 4 “ 一 1 的6 . 2 条 所 规定的 V a s 和V A S 值计算得到的。这些测量所用的负载电 容应具有小于2 . 3 . 2 条规定的允许偏 差 ( 标准值在I E C 1 2 2 一 1 第5 条中 给出) 。 3 . 3 通过上述测量， 可以计算由I E C 1 2 2 一
18、 1 修改1 中 定义的负载谐振频率偏置 人， 频率 牵 引 范 围 A f t : . 和 牵 引 灵 敏 度S o 3 . 4 采用I E C 3 0 2 中2 . 3 . 2 条的 公式。 也能 够计算动 态电 容 C : 和动态电 感L 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S J /T Z i 2 1 0一 1 9 ! 珍 附录A ( 标准的附录) 负趁电容拐的使用班议 A 1 负截电容器设计 A1 . 1 机械特征 符 合2 . 3 条要求的任何设计都 是适宜的。 按下述方案设计的负载电 容器符合这些要求。 电容器由两个电 容性元件构 成，电 容性元
19、件焊接到玻璃纤维基底的铜层来固 定其边缘， 如图 A 1 所示。 电容性元件为镀有铬镶金合金的薄俊层脚瓷基片。 该组件每面再 铰0 . 3 m n 厚的铜层。最终的 艘层是5 t -厚的金。 该结构由图A l 示出。 负载电 容器的 两部分大致相等， 每部分的值为2 C L , C L 就是需要的负载电容值。 可以通过腐蚀边 缘调整电容值，以符合2 . 3 . 2 条给出的负载电容器技术要求的规定极 . 2擂人 开网络 图A 2示出了负载电容器如何插人 二网络，以使得负载电容器放人网络的一个触点和晶 限A1 体元件引出端之间。图 A 3 示出了晶体元件和负载电容器就位后的电路图。 应当采取措施
20、，使得负载电容器放在与 二网络选用垂直的位置。 A 1 . 3 负载电容器的校准和测量 A 1 . 3 . 1 负载电容器的校准应使用适用的可 做单端口电 容器测量 ( 另一引出端接地)的电 容计在频率为 l wfi时进行。步骤如下: A 1 . 3 . 2 侧量未擂人负载电容器时电 容计的 侧试夹具的电 空值 C A 1 . 3 . 3 插人负载电容器并侧量 它的 两个部分， 得到的电容值是C N A 和C RB , A 1 . 3 . 4 负载电容的 实际 值 C L 用下式 计算: C L - C RA + C I?B - 2 C ;2 A 1 . 3 . 5 申音电容的测量 申音电 容
21、值C可以用负载电容的串音衰 减的 测量来计算。申音衰减和串 音电容之间的 关系由下式给出: A 。 。2 0、 C =蕊爷 二 ， ， ， ， ， ， ， ( 2 ) ， 一乃.、 . ， 串音电容的衰减能够用类似于I E C 4 4 4 一1 第 5 . 1 条所述的方法测量再用下式计算: A。二2 0 1 o g V 和动态电 感L : 的标准测a方法在 IE C 4 4 4 一 2 中给出。 然而， 也能够使用 与上述的负载电容配合的二网络 测量动态电容C ， 和动 态电 感 L l o A 2 . 2 侧量误差的主 要来源 测t 误差的主要来源是: 一晶 体支架的电 容C A B 和心
22、 朋; 一剩余杂散电容; 一刹余接触电阻; 一负载电容值校准的准确度; 一采用零相位法的 二网络的频率和电阻测量的准确度。 由于 校准不准确度引 起的负载电容不准确度和颇率的依赖关系表示在图A 4 中。其主要 原因 是负载电容的剩余电感， 它造成 C L 随频率升高 而稍有增加。此增加的 相对值可用下 面的近似式计算: C L ( j )一 C L ( f , ) C L饥) - 4 a 丫 L , C L ， ， ， ( 4 ) 式 P : f o 二 1 和L l 时， 频率测量的准确度应尽可能高.因 为该测量结果包含 有多于两个或多个非常近似的颇率之差。 A 2 . 5 负载谐振拓率和负
23、载谐振电阻的测1 t 方法按照 I E C 4 4 4 一1 中规定的谐振条件。 误整分析 负载谐振频率五的 测量误 差 由 负载电容的不准确度造成的五的 相对测量误差由下 式给出: A33 擎二 、 “ d C , . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 升 式中:S -牵引灵敏度。 五的相对测量误差是不同 频率的牵引灵 敏度的函 数 见图A 5 o A 3 . 2 负载谐振电阻R : 的 相对测量误差 4 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S I / T 1
24、1 210一 I V 月 由负载电容的 不准确 度造 成的凡 的 相对测t 误差由 下式给出: d RL 2 d C L R L一C o 十C L ( 6 ) 并见图人 6 。 A 3 . 3 C : 的测 量误差 a )负载电容的不准确度 由 负载电容的 不准 确度造成的C ， 的 相对测量误差由 下式给出: dc, d ( C L 2 一 C L J C : 一 C Lz 一C L , ( 7 ) ; 的相对侧 量误差是频率的函数， 曲线由 图A 7 给出。 b ) C ; 的相 对测量误差是由于如环境温度 变化、 激励电 平变化包括零相位指示的误 差引 起的五1 ， 儿和F , 测量绷率
25、的 不准确度而造成的。 C ; 的 相对误差能 够用下式计算: d C 二 呀 J = 份号 一0 . 5 d f + 2 d f ， 一1 . 5 d i _ ) ， ， ， ， ， ( 8 ) C ,一 乃 、 一 一 ，“ 一 ， “一 一 ， ， 若C / 2 二 2 C c , ， 则 A ,fz = O .S f , ( 瓦 C oC O + C La ) 且有一个很好的近似 dC , C, d C , “ CI 二 2.5“d L 2 对于 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 s a /T 1 1 2 1 0一 1 9 9 9 C L I 二 1
26、 5 p F C , s 二 3 0 p F C o 二 3 p F d C , 1 . 1 0 21 C : 一Q 2 疏 图A 9 示出了晶体元 件品质因数Q不同 的C , 的相对 侧f误差，它 是 C , 的函数。 接触平面 玻璃纤维介质 镀金的电容器 ( 单位:m m ) 图A 1 有支架的典型负载电容器 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 习/ T1 又 2 孟 舀一 】 9 !珍 a 无负载电容 b )有负载电容 从准、 卜 血 接触 P 面 负载电 r * 接触平向 玻璃 y f 维介质 。 )负载电容相对于网络接触片的位里 图 A 2负载电容插
27、人 n网络的方法 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 曰/ TI U】 0一 】 哭珍 体 元 件 卜冲州 叫口 日卜 ZCL 2Q 图A3 包括负载电容器q的二 网络电路图 l d 众! p ， 一 声口 沪. 一洲尸户少尸 一口 尸 州户 1lll 一i 1曰 口1l i)j! l 一洲尸 1 l X一l一 卜户创一 . 户户 口!r I一 l ，曰2 认O. 0 05 图A4负载电 容不准确度 是频率的函数，负 载电 容加 飞 F ， 包括校 准不准确度 和残余电感效应 ( 最坏情况) 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载
28、 习i T I Ui 一 】 哭沁 a fL 1 0一 1 0- 7 图A s f 1 的相对测量误差与牵 引灵敏度的 关系， 当负载电容3 O p F 时 不同的 频率下 3. 1 0- 3 1I M Hz l 图A 6 K L 的 相对测量误差与频率的关系， 不同的C L 值时 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S J / T 1 1 2 1 0一 1 9 ! 珍 厂 厂 仁厂 厂 厂 巨厂 口巨 日 日 口 L 巨 口厂厂口 巨 厂厂 日 日L 卜 日 ， 产 任任任三阵医压巨曰压巨日尸日巨巨巨巨日曰曰阵巨曰 r二 二 二 二I 二二厂二r 二仁二厂二
29、二仁二r二二 二1 . e e1 二 二蔽已 L二 二二 亡二厂二1 二二 二亡二 r 二 二 1 二 二 L二 工 二巨二厂 一 巨 f 二二 工 二1 二1 下一1 二 二二，r 二 L二L 二二 厂二 巨二 巨 二巨 二巨二巨 厂厂门门匡二巨巨叮厂厂巨巨巨巨巨巨巨巨巨口 口口口 口二;二匕巨口 口厂厂门巨巨巨口巨 巨巨口 日 日 口 门 门 尸 口 日 口 巨 日 日 尸 门 巨 L 匕 C 巨 巨 巨 I- 厂 尸 图A 7 C , 的相对测量误差与频率的关系 2 3 s 5 6 8 2 3 1 5 6 8 1 0 2 0 C, ( f F ! 图A 8 C , 的相对侧it误差与 C , 的关系， 不同的 频率测量误差且 c o 二 5 p F , C L I 二 5 p F , C u = 3 0 p F 时 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 目/ T1 1 2 1 0一 】 臾 珍 2 3 4 5 8 8，2 C , 的 相对测盆误差与 C , 的 关系， 1 5 p F , C , ,2 = 3 0 p F 时 3 4 5 8 8 1 02 0 C, ) F ) 不同 的品 质因 数 Q 且C o = 3 p F , 11 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载