晶振ppm误差分析与计算方法
作者： 扬兴科技 日期：2024-10-29 浏览量：
· 晶振精度指标：ppm晶振精度通常用 ppm（parts per million，百万分之一）来衡量，这一单位描述了晶体振荡器的频率稳定性或偏差程度。ppm 表示实际输出频率与标称频率之间的相对误差，是衡量晶振频率精度的重要参数。
· 如何计算晶振的频率差
频率差反映了晶振的实际频率与标称频率之间的差异。通过公式计算频率差的ppm值如下：：
ppm=（实际频率−标称频率）/标称频率 x 106
释义：
- 实际频率：通过频率计或其他适当的仪器测量得到的晶振的实际工作频率。
- 标称频率：晶振制造商在晶振规格书中规定的标准或标称频率。
示例：
例如，标称频率为 32.768 khz 的晶振，如果实际测得的频率为 32.7685 khz，那么ppm的计算如下：
ppm=（32768.5hz−32768hz）/32768hz*106≈15.26
· 频差类型：常温频差v.s.温度频差
(曲线图)
晶振的频率稳定性在不同温度条件下会有所变化，针对晶振而言，其频率精度一般包括常温频差和温度频差两个重要指标:
1、常温频差(frequency tolerance)：在yxc规格书里也称作频率偏差（见下图），是与常温（25°c）下标称频率之间的偏差，通常以百万分率（ppm）表示。2、温度频差(frequency versus temperature characteristics)：在yxc规格书里也称作频率-温度特性（见下图），指在设定的工作温度范围内，实际频率相对标称频率的最大偏差值，同样以百万分率（ppm）表示。
对于 32.768khz 的 rtc 时钟晶振，可以通过其频率精度（ppm）推导出每日的时间误差范围。具体步骤如下：
举例：若晶振32.768khz精度为±10ppm，一天时间误差计算公式如下：
10(ppm)×24(1天=24小时)×60（1小时=60分钟）×60（1分钟=60秒）=864000*1/1000000=0.864秒
即：该rtc晶振每天的时间误差不超过0.864秒，即：若为 10ppm，每天最多快0.864秒，若为-10ppm，每天最多慢0.864秒。
（32.768khz晶体谐振器典型应用电路）
· rtc 时钟晶振 32.768khz 每日时间误差参照表：
a.）±10ppm：实际频率范围为32768.32768hz~32767.67232hz，每天时间误差为0.864×1=0.864秒，月误差25.92秒，一年时间总偏差为5.184分钟。
b.）±20ppm：实际频率范围为32768.65536hz~32767.34464hz，每天时间误差为0.864×2=1.728秒，月误差51.84秒，一年时间总偏差为10.368分钟。
c.）±30ppm：实际频率范围为32768.98304hz~32767.01696hz，每天时间误差为0.864×3=2.592秒，月误差77.76秒，一年时间总偏差为15.552分钟。
推荐阅读