ZA77、ZA78、ZB77、ZB78型石英晶体振荡器研制技术总结报告1任务的来源ZA77、ZA78、ZB77、ZB78型石英晶体振荡器是我公司根据烽火通信等邮电通信用户的广泛需求，于2009年开始立项研制生产的新产品，该产品要求体积小、相位抖动小、上升/下降时间短、频率范围宽。2产品主要技术指标2.1型号命名ZA：普通石英晶体振荡器；ZB：压控石英晶体振荡器；77：输出电平为“LVDS”的产品；78：输出电平为“LVPECL”的产品。2.2产品主要技术指标2.2.1频率范围：750k0000～800M00002.2.2工作温度范围：C：-40℃～85℃；D：-55℃～85℃。2.2.3电源电压2.2.3.1工作电压：“2”：2.5×（1±10%）V，38M00000～640M0000；“3”：3.3×（1±10%）V，750k0000～800M0000。2.2.3.2压控电压：工作电压为2.5V，压控电压为1.25V±1.25V；工作电压为3.3V，压控电压为1.65V±1.65V。2.2.4输入电流：≤110mA。2.2.5频率准确度（×10-6）：A:±50；B:±30；C:±20或按用户要求（压控电压：VCC/2；测量温度：25℃±2℃；稳定时间:1min±0.5min）。2.2.6频率-温度稳定性（×10-6）：≤(A:±100；B:±50；C:±30或按用户要求)(一般选取工作温度范围的上、下极限温度、-10℃、25℃、60℃共五个测试点)。2.2.7输出波形：方波。2.2.8输出电平方式：PECL，LVDS。2.2.9输出逻辑电平ZA77、ZB77输出逻辑电平应符合：VOH：1.3V～1.8V，VOL：0.7V～1.1V；ZA78、ZB78输出逻辑电平应符合：VOH≥VCC-1.025V，VOL≤VCC-1.620V。2.2.10上升时间和下降时间f0≤20MHz，上升时间和下降时间小于2ns；f0﹥20MHz，上升时间和下降时间小于1ns。2.2.11压控直流控制频偏（min）：±100ppm。2.2.12压控频偏线性度（max）：±10%。3设计方案的拟定该产品的设计主要依据于该产品的详细规范、相关国家标准、军民用户提出的技术条件和我公司为国家重点型号工程、武器装备配套钟振所积累的经验、工艺和技术。根据该研制项目要求产品体积小、相位抖动小、上升/下降时间短、频率范围宽的特点，最终采取了以下的设计方案和加工工艺，主要包括以下几个方面的内容：3.1产品设计与结构的确定a)产品设计的确定其技术原理是：石英晶体谐振器振子通过振荡电路提供初级频率信号，经过DSPLL模拟倍频电路获取16倍或X倍主振频率并进行锁相控制获取稳定的频率，再根据所需频率进行1、2、4、8次或X次分频后得到需要输出频率，最终通过差分转换和驱动电路，输出两路频率相同、相位相反的高速低抖动差分频率信号。产品电路方框图：（图中“A”为压控石英晶体振荡器中压控回路）图1产品电路方框图b)产品结构的确定该产品内部结构主要由振荡IC、石英晶片、金丝与表面贴装的旁路电容、谐振电感组成。其间振荡IC、石英晶片、旁路电容、谐振电感通过导电胶连接在基座上，再利用金丝连接振荡IC与振荡基座上各不同电极来控制输出，使之形成完整的回路。在结构设计上,采用表面贴装小型元器件，简化产品内部结构，实现产品片式化、小型化、高性能、高可靠的特点。3.2元器件选择1)振荡IC的选用2)旁路电容、谐振电感的选用3)高质量石英晶片的选用3.3提高产品的高可靠性和高稳定性通过提高元器件的高质量可靠性，优化产品设计，严格控制产品制造过程中各工序加工工艺，增加离子轰击设备、真空退火设备、露点分析仪和气体成分分析仪等高新设备，为产品的高可靠性和高稳定性提供了保证。4研制过程根据确定的研制方案，我们开展了下列研制工作：4.1元器件、原材料的选用4.1.1振荡IC通过搜集整理用户对于该产品全面性能指标的要求，对差分晶振IC内部电路的数据分析，及对产品制造工艺和测试方法的学习与开发，选用了专用差分晶振IC。该差分晶振IC可适用于输出频率范围750kHz~800MHz的差分贴片时钟晶体振荡器，在12kHz~20MHz范围内相位抖动典型值仅有0.24ps，电压输出方式选择LVPECL或LVDS，既符合了不同用户需求，又完全可替代进口的表面贴装差分晶振。4.1.2旁路电容、谐振电感电容和电感在产品内部起着调谐振荡IC内部锁相环的输出频率的作用，电容电感的参数以及长期工作的质量可靠性直接影响产品的输出性能，而且产品本身体积很小，所以我们选取了具有优良技术指标、宽温稳定工作、体积很小的贴片多层瓷介电容和贴