探索 Diodes Incorporated 的 FK3710003 晶振：性能与应用解析

在电子设计领域，晶振作为提供精确时钟信号的关键元件，其性能直接影响着整个系统的稳定性和可靠性。今天，我们就来深入了解一下 Diodes Incorporated 推出的 TYPE FK 3.2x2.5 缝封晶体时钟振荡器 FK3710003。

文件下载：FK3710003.pdf

产品概述

这款晶振的标称频率为 37.125000 MHz，采用了 TYPE FK 3.2x2.5 缝封封装形式。它具有无铅、符合 RoHS 标准、无高卤化物以及符合 REACH 标准等环保特性，满足了现代电子产品对绿色环保的要求。该产品的版本为 B 版，于 2018 年 5 月 18 日发布，其版本历史显示 A 版在 2012 年 7 月 6 日首次发布，B 版主要进行了标志更新。

电气规格详解

频率相关参数

1. 标称频率：Fo 为 37.125000 MHz，这是晶振正常工作时输出的标准频率。
2. 频率稳定性：FT 为 ± 25 ppm，这里的稳定性涵盖了工作温度、负载变化、额定输入（电源）电压变化、初始校准公差（25°C）、老化（25°C 平均有效环境温度下 1 年）、冲击和振动等多种因素的综合影响。大家在设计时要考虑这些因素对频率稳定性的影响，思考如何在复杂环境下保证系统对频率精度的要求。

工作条件参数

1. 工作温度范围：TR 为 -20 至 +70 °C，这决定了该晶振能够正常工作的环境温度区间。
2. 电源电压：V DD 为 +1.8 ± 5.0% V，电源电压的稳定性对晶振的性能至关重要，在设计电源电路时要确保电压波动在允许范围内。

输出特性参数

1. 逻辑类型：LVCMOS，这种逻辑类型在现代数字电路中应用广泛。
2. 电源电流：输出使能时 I DD /OE 最大为 7 mA，输出禁用时 I DD /OD 最大为 10 µA，这对于低功耗设计有重要参考意义，工程师们可以根据系统的功耗要求合理选择使能或禁用输出。
3. 占空比：DC/SY 为 45 / 55 %，在测量时是基于波形的 50% 进行的。
4. 上升/下降时间：T R /T F 最大为 2.5 ns，这影响着信号的传输速度和质量。
5. 输出电压：输出电压 “0” 电平 V OL 最大为 10% V DD（I OL = 4.0mA 最小），输出电压 “1” 电平 V OH 最小为 V DD 90%（I OH = -4.0mA 最大）。
6. 输出负载：CL 最大为 15 pF，设计时要注意负载电容的匹配，避免影响输出信号的质量。

抖动参数

晶振的抖动参数对于高速数字电路和通信系统至关重要。该晶振的相位抖动 RMS 最大为 1 ps（12KHz ~ 5MHz 频段），累积抖动 RMS(1 - σ) 最大为 5 ps（20,000 个连续周期），峰 - 峰抖动 Pk - Pk 最大为 30 ps（100,000 个随机周期）。在对时钟信号精度要求极高的系统中，这些抖动参数需要重点关注。

启动时间和存储温度范围

启动时间最大为 10 ms，存储温度范围为 -55 至 +125 °C。这两个参数分别影响着系统的启动速度和产品的存储条件。

输出使能/禁用功能

通过对引脚 1 输入不同的电压可以实现输出的使能和禁用。输出使能时输入电压为 0.7V DD 或开路，输出禁用（低功耗待机）时输入电压最大为 0.3V DD，此时输出为高阻态。内部上拉电阻为 30 KΩ，输出禁用延迟最大为 50 ns。在需要低功耗设计或需要灵活控制时钟输出的系统中，这个功能非常实用。

可靠性规格

环境可靠性

该晶振在环境可靠性方面进行了多项测试，包括热冲击（符合 MIL - STD - 883，方法 1011，条件 A）、耐湿性（符合 MIL - STD - 883，方法 1004）、振动（符合 MIL - STD - 883，方法 2007，条件 A）、耐焊接热（符合 J - STD - 020D 表 5 - 2 无铅器件标准，除最多 2 个周期外）以及有害物质控制（无铅且符合 RoHS 标准）。这些测试确保了晶振在不同环境条件下的稳定性和可靠性。

机械可靠性

机械可靠性方面，进行了冲击（符合 MIL - STD - 883，方法 2002，条件 B）、可焊性（符合 JESD22 - B102 - D 方法 2（预处理 E））、端子强度（符合 MIL - STD - 883，方法 2004，测试条件 D）、粗漏（符合 MIL - STD - 883，方法 1014，条件 C）、细漏（符合 MIL - STD - 883，方法 1014，条件 A2，R1 = 2x10 - 8 atm cc/s）和耐溶剂性（符合 MIL - STD - 202，方法 215）等测试。这些测试保证了晶振在机械应力和化学环境下的性能。

推荐回流焊曲线

推荐的红外回流焊曲线符合 IPC - JEDEC J - STD - 020D 标准。预热阶段温度为 150 ~ 200°C，时间为 60 ~ 120 秒；主要加热阶段温度为 217°C，时间为 60 - 150 秒；峰值温度为 260°C，时间为 10 秒。在焊接过程中，严格按照这个曲线进行操作可以保证焊接质量。

引脚功能与布局

该晶振的引脚 1 为 OE（输出使能），引脚 2 为接地，引脚 3 为时钟输出，引脚 4 为 V DD（电源）。推荐采用外部高频电源去耦，并且为了确保最佳性能，不要在封装下方布线。在设计 PCB 时，合理的引脚布局和布线对于减少干扰和提高性能至关重要，大家有没有在实际设计中遇到过因为引脚布局不合理而导致的问题呢？

包装规格

该晶振采用卷带包装，包括至少 230mm 的载带和/或胶带组成的前导带，后面跟随至少 160mm 的空载带并密封有覆盖带；至少 160mm 的空载带作为尾带并密封有覆盖带。这种包装形式便于自动化生产和贴装。

综上所述，Diodes Incorporated 的 FK3710003 晶振具有良好的电气性能和可靠性，适用于对频率精度和稳定性要求较高的电子系统。在实际设计中，电子工程师需要根据具体的应用场景，综合考虑各项参数和设计要求，充分发挥该晶振的优势。