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石英晶體振蕩器是由品質(zhì)因數(shù)Q極高的石英晶體諧振器和振蕩電路組成。晶體的品質(zhì)因數(shù)、切割取向、晶體振子的結(jié)構(gòu)及電路形式等，共同決定振蕩器的性能。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類(lèi)：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩（VCXO），溫度補(bǔ)償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補(bǔ)償式晶體振蕩（DCXO）以及混合式的VOCXO振蕩等。
SPXO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
OCXO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
雖然因?yàn)槭⒕w的Q值很高，晶振輸出的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都很高，但由于晶振內(nèi)部元器件參數(shù)隨著運(yùn)行時(shí)間發(fā)生飄逸，電源、負(fù)載和溫度等參數(shù)變化等原因，其輸出并不是恒定不變的。任何晶振，頻率不穩(wěn)定是絕對(duì)的，只是程度不同而已。一個(gè)晶振的輸出頻率隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示。下圖中表現(xiàn)出頻率不穩(wěn)定的三種因素：老化、飄移和短穩(wěn)。其中短穩(wěn)性能會(huì)影響到接收機(jī)的接收靈敏度和選擇性、會(huì)影響高速率數(shù)字通信系統(tǒng)、會(huì)影響測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試靈敏度等等，對(duì)高速信號(hào)的質(zhì)量起著決定性的作用。短穩(wěn)指標(biāo)的時(shí)頻表現(xiàn)就是人們常說(shuō)的眼圖。老化和飄移是對(duì)晶振長(zhǎng)期穩(wěn)定指標(biāo)的描述，它表征晶振運(yùn)行一段時(shí)間（經(jīng)常是日、月、年等）后，輸出頻率的變化程度。
晶振輸出頻率隨時(shí)間變化的示意圖結(jié)
北測(cè)集團(tuán)性能實(shí)驗(yàn)室對(duì)晶振的失效分析也有較深厚的技術(shù)積累，其充分發(fā)揮北測(cè)集團(tuán)的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造性的利用多領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)分析工具，對(duì)晶振進(jìn)行綜合分析。比如，北測(cè)集團(tuán)性能實(shí)驗(yàn)性創(chuàng)造性的把掃描電鏡引入到晶振內(nèi)部石英晶片的研究上來(lái)。晶振在生產(chǎn)中，需要給石英晶體的表面上被上一層銀層，并通過(guò)調(diào)節(jié)銀層的厚度來(lái)調(diào)節(jié)振蕩器的輸出頻率。銀層的平整程度、銀層表面是否有雜質(zhì)，劃痕以及石英晶片是否有裂痕等，會(huì)直接影響到振蕩器的輸出，甚至使振蕩器停振或休眠。分析晶振時(shí)，把晶振開(kāi)封的過(guò)程中會(huì)從外界引入大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)落到晶片上，與晶片上原來(lái)的雜質(zhì)混在一起，增大了分析的難度。這時(shí)可以使用掃描電鏡的成份分析功能，對(duì)晶片上的雜質(zhì)成份進(jìn)行分析，可以有效的判別出此雜質(zhì)是由于開(kāi)封時(shí)引入的，還是晶片上本身存在的，還可以使用掃描電鏡對(duì)晶片上的被銀面的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行成份掃描，通過(guò)分析各個(gè)區(qū)域上銀成份的差別，來(lái)判定此晶片加工時(shí)微調(diào)了幾次，微調(diào)區(qū)域是否為被銀面的中心，微調(diào)時(shí)使用的加銀工藝還是去銀工藝等等。
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