晶體振蕩器的發(fā)展

1、小型化、薄片化和片式化：為滿足移動(dòng)電話為代表的便攜式產(chǎn)品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統(tǒng)的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉(zhuǎn)變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經(jīng)上市。

2、高精度與高穩(wěn)定度，目前無(wú)補(bǔ)償式晶體振蕩器總精度也能達(dá)到±25ppm，VCXO的頻率穩(wěn)定度在10～7℃范圍內(nèi)一般可達(dá)±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內(nèi)頻率穩(wěn)定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。

3、低噪聲，高頻化，在GPS通信系統(tǒng)中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個(gè)重要參數(shù)。目前OCXO主品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振蕩器輸出頻率不超過200MHz。例如用于GSM等移動(dòng)電話的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700 MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。

4、低功能，快速啟動(dòng)，低電壓工作，低電平驅(qū)動(dòng)和低電流消耗已成為一個(gè)趨勢(shì)。電源電壓一般為3.3V。目前許多TCXO和VCXO產(chǎn)品，電流損耗不超過2 mA。石英晶體振蕩器的快速啟動(dòng)技術(shù)也取得突破性進(jìn)展。例如日本精工生產(chǎn)的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規(guī)定值范圍條件下，頻率穩(wěn)定時(shí)間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產(chǎn)的SMD TCXO，在振蕩啟動(dòng)4ms后則可達(dá)到額定值的90[%]。OAK公司的10～25 MHz的OCXO產(chǎn)品，在預(yù)熱5分鐘后，則能達(dá)到±0.01 ppm的穩(wěn)定度。

晶體諧振器用途

石英晶體在電路中用作時(shí)間或者頻率基準(zhǔn)源，堪稱設(shè)備心臟。決定著電子設(shè)備的性能穩(wěn)定性。 主要性能指標(biāo)有： 靜電容(晶體端之間的電容)； 動(dòng)態(tài)電容 (振動(dòng)彈力)； 動(dòng)態(tài)電感 (振動(dòng)質(zhì)量)； 串聯(lián)電阻(能耗)； Q值(諧振電路品質(zhì))； (負(fù)載電容)； -R(負(fù)電阻特性)； DLD(激勵(lì)功率變化引起阻抗變量)； 調(diào)整頻差； 溫度頻差。KOAN晶振側(cè)重供應(yīng)工業(yè)設(shè)備，精密儀表，研究所，軍事，航天領(lǐng)域。

石英晶體振蕩器的工作原理

石英晶體的化學(xué)成分是二氧化硅，可以用做振蕩電路，是利用它的壓電效應(yīng)。當(dāng)交變電壓施加于石英晶片時(shí)，晶片將隨交變電壓的頻率產(chǎn)生周期性的機(jī)械振動(dòng)；同時(shí)，機(jī)械振動(dòng)在晶片產(chǎn)生電荷而形成交變電流。一般來(lái)說(shuō)，這種機(jī)械振動(dòng)的振幅很小，而振動(dòng)頻率很穩(wěn)定。但當(dāng)外加信號(hào)源的頻率與晶體的固有頻率相等時(shí)，晶體便發(fā)生共振，此時(shí)晶體外電路的交變電流也較大，這個(gè)現(xiàn)象稱為石英晶體的壓電諧振。因?yàn)榫w振蕩電路的頻率穩(wěn)定性很好，所以廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)中，為其提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。

石英晶體的特點(diǎn)

石英晶體在壓力作用下產(chǎn)生形變，同時(shí)產(chǎn)生電極化。其極化強(qiáng)度與壓力成正比，這種現(xiàn)象就稱'正壓電效應(yīng)'.反之，在電場(chǎng)作用下，晶體產(chǎn)生形變，其形變大小與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，這種現(xiàn)象稱'逆壓電效應(yīng)'.

     在二十多類具有壓電效應(yīng)的晶體中，石英晶體是無(wú)線通訊設(shè)備中較為滿意的材料之一。它的機(jī)械強(qiáng)度高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，內(nèi)損耗低等，用它制成的器件被廣泛用在頻率控制和頻率選擇電路中。石英片的取向不同，其壓電特性、彈性特性和強(qiáng)度特性就不同，用它來(lái)制造的諧振器的性能也不一樣，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了幾十種有用的切割方式。