晶振PPM誤差分析與計算方法

發(fā)布時(shí)間:2024-10-29 17:56    發(fā)布者:yxcyangxing
· 晶振精度指標:PPM
晶振精度通常用 PPM(Parts Per Million,百萬(wàn)分之一)來(lái)衡量,這一單位描述了晶體振蕩器的頻率穩定性或偏差程度。PPM 表示實(shí)際輸出頻率與標稱(chēng)頻率之間的相對誤差,是衡量晶振頻率精度的重要參數。

· 如何計算晶振的頻率差
頻率差反映了晶振的實(shí)際頻率與標稱(chēng)頻率之間的差異。通過(guò)公式計算頻率差的PPM值如下::
PPM=(實(shí)際頻率−標稱(chēng)頻率)/標稱(chēng)頻率 X 106
釋義:
- 實(shí)際頻率:通過(guò)頻率計或其他適當的儀器測量得到的晶振的實(shí)際工作頻率。
- 標稱(chēng)頻率:晶振制造商在晶振規格書(shū)中規定的標準或標稱(chēng)頻率。
示例:
例如,標稱(chēng)頻率為 32.768 kHz 的晶振,如果實(shí)際測得的頻率為 32.7685 kHz,那么PPM的計算如下:
PPM=(32768.5Hz−32768Hz)/32768Hz*106≈15.26

· 頻差類(lèi)型:常溫頻差V.S.溫度頻差
(曲線(xiàn)圖)
晶振的頻率穩定性在不同溫度條件下會(huì )有所變化,針對晶振而言,其頻率精度一般包括常溫頻差和溫度頻差兩個(gè)重要指標:
1、常溫頻差(Frequency Tolerance):在YXC規格書(shū)里也稱(chēng)作頻率偏差(見(jiàn)下圖),是與常溫(25°C)下標稱(chēng)頻率之間的偏差,通常以百萬(wàn)分率(PPM)表示。
2、溫度頻差(Frequency Versus Temperature Characteristics):在YXC規格書(shū)里也稱(chēng)作頻率-溫度特性(見(jiàn)下圖),指在設定的工作溫度范圍內,實(shí)際頻率相對標稱(chēng)頻率的最大偏差值,同樣以百萬(wàn)分率(PPM)表示。

· RTC晶振32.768KHz頻率精度PPM值及時(shí)間偏差計算
對于 32.768kHz 的 RTC 時(shí)鐘晶振,可以通過(guò)其頻率精度(PPM)推導出每日的時(shí)間誤差范圍。具體步驟如下:
舉例:若晶振32.768KHz精度為±10PPM,一天時(shí)間誤差計算公式如下:
10(PPM)×24(1天=24小時(shí))×60(1小時(shí)=60分鐘)×60(1分鐘=60秒)=864000*1/1000000=0.864秒
即:該RTC晶振每天的時(shí)間誤差不超過(guò)0.864秒,即:若為+10PPM,每天最多快0.864秒,若為-10PPM,每天最多慢0.864秒。

(32.768KHz晶體諧振器典型應用電路

· RTC 時(shí)鐘晶振 32.768kHz 每日時(shí)間誤差參照表:
I)±10PPM:實(shí)際頻率范圍為32768.32768Hz~32767.67232Hz,每天時(shí)間誤差為0.864×1=0.864秒,月誤差25.92秒,一年時(shí)間總偏差為5.184分鐘。
lI) ±20PPM:實(shí)際頻率范圍為32768.65536Hz~32767.34464Hz,每天時(shí)間誤差為0.864×2=1.728秒,月誤差51.84秒,一年時(shí)間總偏差為10.368分鐘。
lII) ±30PPM:實(shí)際頻率范圍為32768.98304Hz~32767.01696Hz,每天時(shí)間誤差為0.864×3=2.592秒,月誤差77.76秒,一年時(shí)間總偏差為15.552分鐘。

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