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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。國際電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（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
雖然因為石英晶體的Q值很高，晶振輸出的穩(wěn)定性和準確性都很高，但由于晶振內(nèi)部元器件參數(shù)隨著運行時間發(fā)生飄逸，電源、負載和溫度等參數(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)定是絕對的，只是程度不同而已。一個晶振的輸出頻率隨時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)性能會影響到接收機的接收靈敏度和選擇性、會影響高速率數(shù)字通信系統(tǒng)、會影響測試系統(tǒng)測試靈敏度等等，對高速信號的質(zhì)量起著決定性的作用。短穩(wěn)指標的時頻表現(xiàn)就是人們常說的眼圖。老化和飄移是對晶振長期穩(wěn)定指標的描述，它表征晶振運行一段時間（經(jīng)常是日、月、年等）后，輸出頻率的變化程度。
晶振輸出頻率隨時間變化的示意圖結(jié)
北測集團性能實驗室對晶振的失效分析也有較深厚的技術積累，其充分發(fā)揮北測集團的平臺優(yōu)勢，創(chuàng)造性的利用多領域的專業(yè)分析工具，對晶振進行綜合分析。比如，北測集團性能實驗性創(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。晶振在生產(chǎn)中，需要給石英晶體的表面上被上一層銀層，并通過調(diào)節(jié)銀層的厚度來調(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，把晶振開封的過程中會從外界引入大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)落到晶片上，與晶片上原來的雜質(zhì)混在一起，增大了分析的難度。這時可以使用掃描電鏡的成份分析功能，對晶片上的雜質(zhì)成份進行分析，可以有效的判別出此雜質(zhì)是由于開封時引入的，還是晶片上本身存在的，還可以使用掃描電鏡對晶片上的被銀面的各個區(qū)域進行成份掃描，通過分析各個區(qū)域上銀成份的差別，來判定此晶片加工時微調(diào)了幾次，微調(diào)區(qū)域是否為被銀面的中心，微調(diào)時使用的加銀工藝還是去銀工藝等等。
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