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影响石英晶体与振荡器组合系统总时序误差的时序预算参数有5个:频率容限、频率稳定性、老化、负载电容;和振荡器的准确性。在这篇文章中，我们将讨论在选择合适的石英晶体以满足设计的时间预算的基本指导方针。
频率公差
也称为校准精度，频率公差是在环境温度下(参考25°C)与指定中心频率的频率偏差量。此外，这种偏差与一组操作条件有关，包括负载电容和驱动电平。与以下四个参数类似，它的单位是ppm (ppm / Million)。
频率稳定度
频率稳定性是在工作温度范围内频率与环境温度的偏差量。这种偏差与一系列操作条件有关，包括:
-工作温度范围、负载电容和驱动电平。
此参数指定频率偏差的最大值和最小值，单位为百分比(%)或ppm (ppm)。决定频率稳定性的主要因素有:
-石英切割类型和石英切割角度。
一些次要因素包括操作方式、驱动水平、负载电容和机械设计。晶体制造商通常在他们的数据表中指定这一点。
老化
老化是由于晶体内部变化引起的频率随时间的系统性变化，这与晶体污染和驱动水平有关。随着时间的推移，粒子下降或落在石英表面，因此轻微改变共振频率。老化通常表示为每年百万分之[ppm/年]的最大值。衰老速率通常在前30至60天内最大，之后衰老速率下降。影响晶体老化的因素有:
-石英表面污染物的吸收和解吸
-消除安装和粘接结构的应力
——材料出气
——密封完整性
这种规格在不同的制造商之间可能有所不同。晶体制造商通常在他们的数据表中指定这一点。
负载电容(CL)
第四个要考虑的参数是负载电容(CL)。一种晶体可以被描述为串联或并联负载谐振工作模式。这两种模式在物理上是相同的;但是调谐允许它们在晶体电抗曲线的不同区域工作。对于大多数应用，IDT建议使用需要使用外部负载电容的并联谐振晶体。重要的是，在增加负载之前要考虑振荡器的一些板寄生电容和内部电容。正确的方法是计算所有板寄生;然后加上所需的电容，使之等于指定的负载电容。你可以通过使用小公差的小包装电容器来减小负载电容的变化。
振荡器的准确性
第五个要考虑的参数是振荡器精度。很多时候，设计者会忽略这个参数，但是硅的工艺变化、温度和电压会对中心频率产生影响。过程偏移参数主导了这种变化。振荡器内部负载电容的数量和石英晶体的修剪灵敏度可以减少这种变化。该数据表通常不指定晶体修剪灵敏度，但您可以要求制造商提供该信息。微调灵敏度显示了负载电容对频率的影响。大多数情况下，在既定工艺上正确设计和制造振荡器可以显著减少这种差异。
例子
下面是一个晶体计时预算计算的例子。首先，我们选择合适的晶体。对于下面的例子，我们的目标是系统的精度为50ppm。图1显示了一个晶体电气规格的例子。大多数制造商有相似的价值和变量。
频率公差=±15 ppm
频率稳定性=±15ppm
10年老化=±10ppm
振荡器的精度跨越温度，电压和过程是±3.5 ppm。这是假设修剪灵敏度为7ppm /pF, 10%的过程偏移和5pf的内部负载电容(CL)。
负载电容精度包括板和引脚寄生菌等于±0.5ppm。这是假设7ppm / pf的调整灵敏度，最小的PCB工艺换档，1％公差负载电容器和7 PF的外部负载电容。5 PF内部和7PF外部负载电容将满足所需的12个PF负载电容，以适当地调整晶体。
所有参数的总和就是系统总定时误差。
最大总计时误差= 15 + 15 + 10 + 3.5 + 0.5 = 44 ppm
对于有关这些水晶规格的任何疑虑或问题，请联系制造商。如果您的应用需要更紧密的精度系统定时错误，请与制造商联系以获取新的自定义部件号。IDT没有独家首选的石英晶源。IDT设备与许多主流和建立的石英晶制造商正常运行。
关于踊跃参与
踊跃参与开发一系列低功耗、高性能混合信号半导体解决方案。有关IDT定时产品的更多信息，请访问www.idt.com/go/timing．您还可以找到关于IDT中IDT产品，应用程序和技术的常见问题的答案知识库．
《华盛顿邮报》如何选择合适的石英晶体，以满足您的设计时间预算第一次出现在模拟集成电路提示．
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