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石英晶體諧振器術(shù)語
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稱性。人造水晶在高溫高壓下結(jié)晶而成。在電場的作用下,晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而形變,從而產(chǎn)生機械振動,獲得特定的頻率。我們利用它的這種逆壓電效應(yīng)特性來制造石英晶體諧振器。
術(shù)語 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)品頻率相對于時間的穩(wěn)定性,一般情況下它的變化是幾個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。
晶體諧振器的軟焊/清洗/裝載
關(guān)于晶體諧振器產(chǎn)品的軟焊溫度條件被設(shè)計成可以和普通電子零部件同時作業(yè),但如果是超過規(guī)格以上的高溫,則頻率有可能發(fā)生較大的變化,因此請避免不必要的高溫度。
1.關(guān)于一般清洗液的使用以及超聲波清洗沒有問題,但這僅僅是對單個晶體產(chǎn)品進行試驗所得的結(jié)果,因此請根據(jù)實際使用狀態(tài)進行確認。
2.由于音叉型晶體諧振器的頻率范圍和超聲波清洗機的清洗頻率很近,容易受到共振破壞,因此請盡可能避免超聲波清洗。若要進行超聲波清洗,必須事先根據(jù)實際使用狀態(tài)進行確認。
3.<SMD產(chǎn)品>
SMD晶體產(chǎn)品支持自動貼裝,但還是請預(yù)先基于所使用的搭載機實施搭載測試,確認其對特性沒有影響。在切斷工序等會導(dǎo)致基板發(fā)生翹曲的工序中,請注意避免翹曲影響到產(chǎn)品的特性以及軟焊?;诔暡ê附拥馁N裝以及加工會使得晶體產(chǎn)品(諧振器、振蕩器、濾波器)內(nèi)部傳播過大的振動,有可能導(dǎo)致特性老化以及引起不振蕩,因此不推薦使用。
4.<引線類型產(chǎn)品>
當引線彎折、成型以及貼裝到印制電路板時,請注意避免對基座玻璃部分施加壓力。否則有可能導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)裂痕,從而引起性能劣化。
晶體諧振器優(yōu)點和缺點
優(yōu)點:信號電平是可變的,也就是說是根據(jù)起振電路來決定的,同樣的晶體可以適用于多種電壓,可用于多種不同時鐘信號電壓要求的片子,而且價格通常也較低。晶體諧振器的精度為1PPM(百萬分之一)至100PPM。
缺點:晶體諧振器是有2個引腳的無極性元件,需要借助于時鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號,自身無法振蕩起來。晶體諧振器相對于晶體振蕩器而言其缺陷是信號質(zhì)量較差,通常需要準確匹配外圍電路(用于信號匹配的電容、電感、電阻等),更換不同頻率的晶體時周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。
晶體的壓電效應(yīng)
石英晶體的壓電效應(yīng):若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產(chǎn)生機械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。注意,這種效應(yīng)是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產(chǎn)生機械振動,同時晶片的機械振動又會產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,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)。