选型实测 | 晶光华2520封装4.096MHz CMOS晶振,工业级场景适配指南

电子说

1.4w人已加入

描述

选型实测 | 晶光华2520封装4.096MHz CMOS晶振,工业级场景适配指南

最近在做一款户外工业网关的主控时钟方案选型,需要找一款小封装、宽温、低功耗的4.096MHz有源晶振,翻供应链给的样册挖到了晶光华(JGHC)这款物料号O2204096152533Cj的SMD 2520 XO,把规格书拆解完给各位同行做个参考,省得大家找参数浪费时间。

文件下载:O2204096152533Cj.pdf


核心参数速览

先给懒得看长文的兄弟划重点,能不能用10秒就能判断: 参数项 规格 适配场景
标称频率 4.096MHz 工业通信、工控板、网关、数据采集设备时钟源
频率稳定度 ±25ppm 常规工业级精度需求完全覆盖
工作温度 -40℃~85℃ 户外/工业低温高温环境无压力
供电电压 3.3V±10% 常规3.3V系统直接用,不用额外加LDO
工作电流 ≤3mA 电池供电低功耗场景友好
封装 2520 SMD 高密度PCB省空间,比传统3225封装小38%
合规性 符合RoHS EU 2015/863 出口产品不用额外做环保认证

电气参数设计避坑点

都是我实际画板测试踩过的坑,给大家提前提个醒:

1. 输出匹配不用太复杂

这款是CMOS输出,带载能力15pF,我自己画板的时候输出端串了个22Ω的0402匹配电阻,实测波形过冲控制在8%以内,完全满足主控时钟的要求。输出高低电平分别是90%VDD以上、10%VDD以下,和3.3V系统的GPIO电平完全兼容,不用额外做电平转换。 上升/下降时间都是≤10ns,占空比45%~55%,不管是给MCU做系统时钟,还是给485/ETH PHY做参考时钟都够用。

2. 使能脚别悬空

1脚是三态控制脚,官方说明悬空或者给70%VDD以上高电平时正常输出,拉到30%VDD以下低电平输出高阻。但实际工业场景干扰多,我建议如果不需要动态关断时钟的话,直接把1脚接VDD,避免悬空受干扰出现意外关断的问题。 如果是做低功耗设计需要动态关断时钟,这款的使能/禁用延迟都是≤150μs,完全不会影响系统唤醒速度。

3. 稳定性余量够足

年老化率第一年只有±3ppm,算上±25ppm的初始稳定度,全生命周期的频率偏移都能控制在±30ppm以内。我算过用4.096MHz做115200波特率的时钟源,偏移到±50ppm都不会出现通信错误,这个余量对工业通信场景完全够用。 另外启动时间≤10ms,系统上电的时候时钟稳定速度够快,不会出现主控上电初始化抓不到时钟导致启动失败的问题。


封装与生产焊接指南

做生产的兄弟可以重点看这部分:

1. 引脚定义记清楚

2520的4脚封装,给大家编了个好记的口诀,别焊错:

1脚使能、2脚接地、3脚输出、4脚接VDD

板上焊盘按官方推荐尺寸画就行,我自己画的时候每边留了0.1mm的余量,打样过回流焊没有出现虚焊、偏移的问题。

2. 回流焊参数不用特殊调整

官方给的回流焊标准符合JEDEC-STD 020,峰值温度260±5℃,持续25±5秒,我打样用的常规无铅回流焊曲线:预热150-200℃ 90秒,217℃以上持续90秒,峰值258℃ 20秒,过了3次回流焊之后测试频率偏移只有2ppm,完全没问题。 如果是手工补焊的话,温度控制在245℃左右,焊接时间别超过6秒,避免高温烫坏内部的石英晶片。


工业级可靠性验证

做工业、车载类项目的兄弟最关心的可靠性部分,我特意找供应商要了测试报告,几个关键项给大家列出来:

  1. 机械性能:75cm跌落3次、1000G半正弦冲击、10~2000Hz 12小时振动,都不会出现停振或者参数超差的问题,做车载、工程机械类设备完全不用担心振动影响。
  2. 环境性能:125℃高温存储1000小时、-40℃低温存储1000小时、85℃85%RH温湿度偏压1000小时、121℃2bar高压锅蒸煮240小时,参数偏移都在5ppm以内,东北零下环境、南方高温高湿户外环境都能hold住。
  3. 密封性:过了氦气质谱检漏,不会出现水汽进入内部导致频率漂移的问题,沿海高盐雾环境的项目也可以放心用。

选型总结

这款晶光华的4.096MHz 2520有源晶振,总体来看性价比很高,工业级参数拉满,小封装省空间,3mA的工作电流对低功耗场景也友好,目前我打样的10片板子测试了2周,-40℃到85℃的温箱循环跑了100次,时钟都没出问题,后面批量应该会选这款。

你们最近选型有没有碰到什么晶振的坑?评论区聊聊,我帮你们踩踩~

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分