电子说
最近做便携录音设备的方案,要找个1.8V供电的工业级49.152MHz有源晶振,翻了好几家供应商的料,最后选了星通时频的这款S3D49.152000D20F30T,实测下来参数比预期的稳,顺便把规格书里对硬件设计有用的点都摘出来了,省得大家下次找料还要翻8页文档。
49.152MHz这个频点有多常用不用我多说吧:音频采样率48kHz的1024倍频、工业总线主时钟、低速率以太网PHY参考、LoRa终端射频参考都要用到。之前找的大多是3.3V供电的,这次要做电池供电的便携款,必须上1.8V,还要过-40~85℃工业温区,这款3225小封装刚好把需求全满足了。
| 我特意把对硬件设计影响大的参数拎出来,不用挨个去翻表格: | 参数项 | 指标 | 设计参考 |
|---|---|---|---|
| 全温频差 | -40~85℃下±30ppm | 做I2S音频时钟完全不会出现采样偏移爆音,做通信时钟的话频率误差也远低于100ppm的通用要求 | |
| 工作电压 | 1.8V±10% | 前端LDO不用做太严格的稳压,就算有10%的压降也不影响工作,对低功耗供电设计太友好 | |
| 消耗电流 | 最大20mA | 电池供电场景也能用,比同规格3.3V的晶振功耗低了近30% | |
| 上升/下降沿 | 最大3ns | 高速I2S、RMII接口都能扛,不用额外做边沿补偿 | |
| 起振时间 | 最大5ms | 低功耗唤醒场景不用主控等时钟,避免开机初始化超时的问题 | |
| 年老化率 | 25℃下±3ppm/第一年 | 工业设备用5年以上频偏也不会超±20ppm,不用考虑后期校准 | |
| OE脚逻辑 | 高电平/悬空使能,低电平停振 | 不用控制的话直接悬空就行,省一个GPIO,要做低功耗关断的话接主控IO也很方便 |
3225封装的4脚定义是:1脚OE、2脚GND、3脚OUT、4脚VDD,别按无源晶振的引脚来画,1脚要是误接GND直接停振,到时候查问题要哭。不用OE功能的话直接接VDD或者悬空都可以,亲测悬空工作稳定。
规格书标了输出负载是15pF,所以输出端串22~33Ω的匹配电阻就行,别加太大的电容,不然会拉低占空比,我之前多加了个10pF的滤波电容,结果占空比掉到40%以下,主控识别不到时钟。测试的时候别忘了算上探针和夹具的电容,不然测出来的参数不准。
VDD引脚就近放0.1μF的陶瓷滤波电容,距离别超过2mm,晶振底下别走高频信号线和电源线,避免串扰导致杂散超标。
无铅焊接的话峰值温度最高260℃,保持时间别超过30s,最多过3次炉。手工焊的话烙铁温度控制在300℃以内,焊接时间别超过3s,不然会导致频偏超标,我之前试了下烙铁350℃焊了5s,测出来频偏直接飘了8ppm。
官方的可靠性测试我也核对过,几个核心场景都覆盖了:
这款晶振我实测下来,下面几个场景用完全没问题:
最后问下大家,选1.8V低功耗晶振都踩过什么坑?欢迎评论区聊~
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