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石英晶體諧振器術(shù)語(yǔ)
石英晶體俗稱水晶,成分SiO2,它不僅是較好的光學(xué)材料,而且是重要的壓電材料。晶體的主要特征是其原子或分子有規(guī)律排列,反映在宏觀上是外形的對(duì)稱性。人造水晶在高溫高壓下結(jié)晶而成。在電場(chǎng)的作用下,晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而形變,從而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),獲得特定的頻率。我們利用它的這種逆壓電效應(yīng)特性來(lái)制造石英晶體諧振器。
術(shù)語(yǔ) 定義
AT切割 用特殊的切割角度加工晶體的一種切割方法,用這種切割方法加工的晶體有良好的溫度特性,是制造石英晶體元件常用的方法。
老化率 石英晶體產(chǎn)品頻率相對(duì)于時(shí)間的穩(wěn)定性,一般情況下它的變化是幾個(gè)ppm/年
等效電阻RI 等效電阻(ESR)通常表明石英諧振器在連續(xù)振蕩中阻抗性能的好壞
調(diào)整頻差 各種頻率可接收的變化范圍(一般情況下用ppm表示)
溫度頻差 石英晶體元件頻率隨溫度變化而變化的特性。不同的切割方法和不同的切割角度都有不同的特性曲線。
晶體諧振器主要參數(shù)
工作溫度范圍 晶體元件工作在規(guī)定頻差之內(nèi)的工作溫度范圍。
儲(chǔ)存溫度范圍 晶體能在它的特殊性中得到完好保存的范圍。
激勵(lì)電平 電路中用來(lái)驅(qū)動(dòng)晶體元件振蕩的電源叫激勵(lì)電平,越好的產(chǎn)品需要的激勵(lì)電平越小。
負(fù)載電容 從晶體的兩個(gè)引腳向電路系統(tǒng)看去電路所呈現(xiàn)的全部有效電容,即為負(fù)載電容,它與晶體元件一起決定晶體在電路上的工作效率。
等效電路 晶體的等效電路??衫闷浔硎鼍w在諧振頻率附近的工作特性,Co表示靜態(tài)電容,是晶體兩電極之間的電容和加上引線及基座帶來(lái)的電容。RI、LI、CI組成晶體等效電路的動(dòng)態(tài)臂。CI表示石英的動(dòng)態(tài)電容。LI為動(dòng)態(tài)電感,RI為動(dòng)態(tài)電阻 .
石英晶體諧振器的基本工作原理及作用
(1)石英晶體諧振器(簡(jiǎn)稱晶振)的結(jié)構(gòu)石英晶體諧振器是利用石英晶體(二氧化矽的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑膠封裝的。
(2)壓電效應(yīng)
若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng),這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。
(3)符號(hào)和等效電路石英晶體諧振器的符號(hào)和等效電路如圖所示。當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾個(gè)pF到幾十pF。當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等
晶體諧振器和晶體振蕩器的正確區(qū)分
石英晶振就是用石英材料做成的石英晶體振蕩器,起產(chǎn)生頻率的作用,具有穩(wěn)定,抗干擾性能良好的, 廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中.石英晶振是晶振中的一種,晶振正確的分類方法是石英晶振和陶瓷晶振,不難看出石英和陶瓷皆是對(duì)晶振材質(zhì)的稱呼。石英晶振是一種用于穩(wěn)定頻率和選擇頻率的電子元件,已被廣泛地使用在無(wú)線電話、載波通訊、廣播電視、數(shù)字儀表、鐘表等各種電子設(shè)備中。
石英晶體諧振器是一種無(wú)源晶體,石英晶體振蕩器角度來(lái)說(shuō)是有源晶振。無(wú)源晶體和有源晶振的區(qū)別就在于,前者無(wú)電壓范圍,后者有電壓;再而一個(gè)區(qū)別就在于后者的價(jià)格往往要高于前者價(jià)格的幾倍。兩個(gè)名次術(shù)語(yǔ)如同雙胞胎,僅一字之差。而正是這一字之差使得兩者的屬性參數(shù)在電路板中都有著決然不同的角色。