石英晶体

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石英晶体基础知识

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深圳市锐晶星电子科技有限公司石英晶體諧振器基礎知識培训教材(共8页)2007年7月1日第一章石英晶体的基本特性第一节石英晶体的压电特性图1-1示出了石英晶体具有压电效应的两种现象。

图1-1a当沿Y 轴加压缩力时,则在X轴正端垂直面上,出现正电荷(晶体的伸缩弯曲振动就是按此激起的)。

图1-1b中当对晶体施加正切应力时,则在垂直Y上述现象表明石英晶体是一种各向异性的结晶体,它具有压电效应。

当沿某一机械轴或电轴施以压力或拉力,则在垂直于这些轴的两个表面上产生异号电荷±q。

其值与机械压力所产生的机械形变(位移)X成正比。

即:q=k 1x ﹎﹍(1-1)式(1-1)所表征的效应称为正压电效应,正压电效应是以机械能为因,电能为果的效应。

石英晶体还具有逆压电效应。

如果在石英晶体片两面之间加一电场E,则视电场的方向不同,晶体将沿电轴或机械轴延伸或压缩,延伸或压缩量X与电场强度E成正比,即:X=K2E ﹍(1-2)式(1-2)所表征的效应称压电逆效应。

是以电能为因,机械能为果的效应。

由上面的讨论可以看出,正、逆压电效应互因果关系。

如果将石英晶体片置于交变电场中,则在电场的作用下,晶体片的体积将起压缩和伸张的变化,由此形成机械振动,晶体的振动属体波振动,当晶体片振动时,逆压电效应使得晶体片具有导电性,这种压电性叫做压电导电性。

石英片固有的振动频率取决于晶体片的几何尺寸、密度、弹性和泛音次数。

当晶体片的固有振动频率与加于其上的电场频率相同时,则晶体片将发生谐振。

此时振动的幅度最大,压电效应在晶体片表面产生的电数值和压电导电性也达最大。

因此,外电路中的交变电流也就最大。

这是用以稳定频率的理论基础。

第二节石英晶体在不同温度下的各种变体在正常的压力下,石英晶体随着温度的不同共有五种不同性质的变体,即:(1)α石英,其温度低于573℃时为稳态,就是我们通常用的压电石英晶体。

(2)β石英,对α石英加温超过573℃时,即转变为β石英,它在573℃~870℃之间为稳态,但此时没有压电效应,也不能用作压电元器件了。

石英的晶格类型

石英的晶格类型

石英的晶格类型石英,也被称为石英石,是一种常见的矿物,其晶格类型为三斜晶系。

石英晶体呈六面体或者六面柱体的形状,结构密实而有序。

它是地壳中含量最高的矿物之一,广泛存在于地球的各个岩石中。

石英的晶格结构是由硅氧四面体构成的,每个硅氧四面体的中心是一个硅离子,而四个氧离子围绕在其周围形成四面体结构。

这些硅氧四面体通过共享氧离子的方式相互连接,形成了一个稳定的三维晶体结构。

石英的晶格结构在空间中是无限重复的,这种有序排列使得石英具有一些特殊的性质和应用价值。

石英的晶格类型为三斜晶系,这意味着其晶体具有三个不等长且不垂直的轴。

这种晶格类型使得石英的晶体形状呈现出不规则的六面体或六面柱体。

石英的晶格参数决定了其晶体的大小和形状,也影响了其物理和化学性质。

石英的晶体结构具有高度的对称性,每个晶胞中有三个不等价的硅原子和六个不等价的氧原子。

这种高度的对称性使得石英具有一些特殊的光学和电学性质。

例如,石英具有压电效应和透明性,可以用于制造压电器件和光学仪器。

石英的晶格结构还决定了其热稳定性和化学稳定性。

石英具有高熔点和低热膨胀系数,使得它在高温和低温条件下都能保持稳定。

此外,石英对大多数化学物质具有较强的抗腐蚀性能,使其在化学工业中得到广泛应用。

除了在地壳中广泛存在外,石英还具有许多重要的应用价值。

例如,石英可以用于制造光学器件,如光纤和激光器。

石英的高透明度和优异的光学性能使其成为光学领域的重要材料。

此外,石英还可以用于制造压电器件、陶瓷材料和电子器件等。

石英的晶格类型为三斜晶系,其晶体结构由硅氧四面体构成,具有高度的对称性和稳定性。

石英的晶格结构决定了其物理和化学性质,使其具有许多重要的应用价值。

石英在光学、电子、化工等领域都有广泛的应用,对人类社会的发展起到了重要作用。

石英晶体形状

石英晶体形状

石英晶体形状
石英晶体是一种常见的矿物,其晶体形状多种多样,下面将介绍几种常见的石英晶体形状。

1. 六方柱状晶体
六方柱状晶体是石英晶体中最常见的形状之一。

它的外形像一个六边形的柱子,顶部和底部都是六边形。

这种晶体形状在自然界中很常见,可以在石英矿物中轻易地找到。

2. 六方板状晶体
六方板状晶体是另一种常见的石英晶体形状。

它的外形像一个六边形的薄片,厚度很薄,通常只有几毫米。

这种晶体形状在石英矿物中也很常见。

3. 立方体状晶体
立方体状晶体是石英晶体中比较少见的形状之一。

它的外形像一个正方体,六个面都是正方形。

这种晶体形状在自然界中比较罕见,通常只在一些特殊的石英矿物中出现。

4. 棱柱状晶体
棱柱状晶体是石英晶体中比较特殊的形状之一。

它的外形像一个长
方形的柱子,四个面都是长方形。

这种晶体形状在自然界中比较罕见,通常只在一些特殊的石英矿物中出现。

5. 针状晶体
针状晶体是石英晶体中比较特殊的形状之一。

它的外形像一根细长的针,长度可以从几毫米到几厘米不等。

这种晶体形状在自然界中比较罕见,通常只在一些特殊的石英矿物中出现。

石英晶体形状多种多样,每一种形状都有其独特的特点和用途。

石英晶体在工业、科研和生活中都有广泛的应用,因此对其形状的研究和了解具有重要的意义。

石英晶体的作用范文

石英晶体的作用范文

石英晶体的作用范文石英晶体是一种具有晶格结构的矿石,由二氧化硅(SiO2)组成。

它具有很多特殊的物理特性,因此在许多领域都有重要的应用。

下面将详细介绍石英晶体的作用。

1.石英晶体在电子学领域中有重要的作用。

由于它们具有压电效应,即在受到力或压力时,会产生电荷的积累或分离。

这使得石英晶体可以用于制作压电传感器、传输控制设备和压电陶瓷等。

2.石英晶体的压电特性对于制造薄膜压电谐振器(TCF)也非常重要。

TCF是一种微型传感器,可以测量压力、力和加速度等。

它广泛应用于电子设备、汽车和航空航天领域。

3.石英晶体还可以用作时间计量器,如石英钟表。

石英钟表的工作原理是通过石英晶体的正比例振荡来计量时间。

这种精确的时间测量使得石英钟表成为现代社会中最常用的时间计量器之一4.石英晶体还可以用于制作光学设备,如光学石英玻璃。

光学石英玻璃具有良好的透光性、硬度和化学稳定性,因此在光学领域中有广泛的应用,如摄影镜头、望远镜和激光设备等。

5.石英晶体还可以用于制造电子滤波器和谐振器。

电子滤波器可以用来控制信号的频率,并消除噪音。

石英晶体作为滤波器中的谐振器,可以提供高精度和稳定性的频率选通。

6.石英晶体还具有热稳定性和良好的化学性质,因此可以应用于高温环境和化学实验中。

它们可以用作高温熔融炉和实验室仪器中的材料。

7.石英晶体还可以用于制造晶体管和集成电路中的晶体振荡器。

振荡器是电路中产生稳定信号的重要元件,用于同步和计时等应用。

石英振荡器具有高精度和稳定性,因此在电子设备和通信系统中广泛应用。

总之,石英晶体是一种具有重要物理特性的矿石,具有压电效应、热稳定性和化学稳定性等特点。

它们在电子学、光学、时间计量等许多领域中都有广泛应用。

石英晶体的作用不仅仅体现在实际应用上,而且对科学研究和技术进步也有重要意义。

石英晶体微天平物质结构

石英晶体微天平物质结构
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• Quartz crystal • 2. Electrode material
ΔF= - 2 F02ΔM/A(q q)1/2
ΔF: Frequency Change of Quartz Crystal; ΔM: Mass Change of the Substance on Electrode
石英晶体微天平(quartz crystal microbalance)是一种非常灵敏的质量检 测器,能够快速、简便和实时检测反应过 程中的质量变化,检测限可达到纳克级 水平,已被广泛应用于基因学、诊断学等 各方面,成为分子生物学和微量化学领域 最有效的手段之一。
1
QCM crystal. Grey=quartz, yellow=metallic electrodes.
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当晶体被浸入到溶液中,振荡频率取决于 所使用的溶剂。当覆盖层比较厚时,频率 f 和质量变化 Dm 之间是非线性的,需要 修正。
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当石英晶体振荡与流体接触时,晶体表面 对流体的耦合极大地改变振荡频率,并在 晶体与流体接触面附近产生一剪切振动。 振动表面在流体中产生平流层,它导致 频率与(h)1/2成比例降低,这里和h分别 是流体的密度和粘度。
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而当石英晶体受到电场作用时,在它的某些 方向出现应变,而且电场强度与应变之间 存在线性关系,这种现象称为逆压电效 应。逆压电效应是在电场的作用下,在电 偶极距发生变化的同时产生形变.
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三、石英谐振器的振动模式
石英谐振器是由石英 晶片、电极、支架及 外壳等部分构成。
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1、伸缩振动模式 2、弯曲振动模式 3、面切变振动模式 4、厚度切变振动模式
2、光双晶:同时存在左旋和右旋两个部分连 生在一起。

石英晶体的特点

石英晶体的特点

石英晶体的特点
石英晶体是一种极为常见的晶体,主要由二氧化硅(SiO2)构成,具有很多特点和应用价值。

石英晶体具有高硬度和高抗磨性。

在矿物学中,石英晶体是硬度最高的矿物之一,其硬度达到7级。

此外,石英晶体具有很好的耐磨性,可以在高温高压等恶劣环境下长期保持其物理性质。

石英晶体具有很好的光学性能。

石英晶体的折射率很高,因此在光学领域得到了广泛应用。

例如,石英晶体可以用来制造光学棱镜、光学窗口等光学元件,还可以用来制造光学仪器的镜片、透镜等。

石英晶体还具有很好的电学性能。

石英晶体在电场作用下会发生压电效应,即在机械应力作用下,会产生电荷分布,从而产生电场。

这种性质使得石英晶体在电子领域得到了广泛应用,例如制造石英晶体振荡器、滤波器等电子元件,还可以用于制造电子钟表、计算机等电子产品。

石英晶体还具有很好的化学稳定性。

石英晶体不易被化学物质腐蚀,可以在强酸、强碱等腐蚀性环境中长期稳定存在。

这种性质使得石英晶体可以用于制造化学仪器、实验室设备等。

石英晶体具有很多优良的特性和应用价值,其在光学、电子、化学等多个领域都拥有广泛的应用。

随着科技的不断进步,石英晶体的
应用领域还将不断扩展,展现出更大的价值和潜力。

石英晶体

石英晶体

石英晶体quartz crystal二氧化硅(SiO)的单晶体,又称水晶,有天然和人造的两种。

石英晶体是一种重要的电子材料。

沿一定方向切割的石英晶片,当受到机械应力作用时将产生与应力成正比的电场或电荷,这种现象称为正压电效应。

反之,当石英晶片受到电场作用时将产生与电场成正比的应变,这种现象称为逆压电效应。

正、逆两种效应合称为压电效应。

石英晶体不仅具有压电效应,而且还具有优良的机械特性、电学特性和温度特性。

用它设计制作的谐振器、振荡器和滤波器等,在稳频和选频方面都有突出的优点。

1880年法国P.居里发现石英晶体的压电效应。

直到第一次世界大战期间,石英晶体的压电效应才得到应用。

由于天然石英资源短缺,人们研究用人工方法进行培育。

1905年意大利学者用水热温差法制造出合成人造石英。

1960年美国西方电气公司建立了第一个人造石英工厂,人造石英进入工业化生产阶段。

现代用水热温差法培育的人造石英,质量已可与天然石英媲美,能满足电子技术的需要。

在大气压力下,石英的熔点为1750[618-1]。

在573[618-1]以下时称石英,属于三方晶系32点群;在573~870[618-1]之间时称石英,属六方晶系622点群。

石英和石英都具有压电效应,但现代广泛使用的是石英,它的密度为2.65克/厘米,莫氏硬度为7。

理想的石英晶体外形见图。

它有一个三次旋转对称轴,三个互成120°夹角的二次旋转对称轴,三次轴与二次轴垂直。

晶轴与三次轴平行,晶轴、和[kg1]则分别与三个二次轴平行。

[kg1]轴与轴重合,轴与轴重合。

根据石英晶体的旋光性质,石英还可分为右旋石英和左旋石英(图[石英晶体的理想外形图」)沿方向施加压力时,右旋石英的轴正向带正电,左旋石英的轴正向带负电。

石英晶体的轴为光轴,光线沿轴通过晶体时不产生双折射现象。

轴称为电轴,沿轴或轴施加压力时,在轴方向产生电效应。

轴称为机械轴,沿轴或轴施加压力时,在轴方向不产生电效应。

石英晶体基础知识

石英晶体基础知识

石英晶体基础知识目录一、石英晶体的基本知识 (2)1、化学物理特性 (2)2、石英晶体的振动模式 (3)3、石英晶片的切型 (5)二、AT 石英谐振器的特性 (8)1、频率方程 (8)2、AT 切石英谐振器的频率温度特性 (8)三、AT 切石英谐振器的加工制造 (15)1、X 光定向粘板 (15)2、石英晶片切割 (16)3、X 光测角 (17)4、粘砣,切籽晶及改圆 (17)5、研磨 (18)6、滚筒倒边 (18)7、石英片的腐蚀 (19)8、镀基膜 (19)9、石英晶体的装架 (20)10、微调 (22)11、真空烘烤和封装 (22)12、密封性能检查 (23)13、石英谐振器的老化 (23)14、石英谐振器的测试 (23)一、石英晶体的基本知识1、化学物理特性①水晶的成份SiO2,在常压下不同温度时,石英晶体的结构不同,温度T<573 ℃时α石英晶体,当573℃<T<870℃时β石英晶体,熔点是1750℃,我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。

②具有压电特性:发现压电效应:某些介质由于外界机械作用(如压缩,拉伸等等)而在其内部发生极化,产生表面电荷的现象叫压电效应。

逆压电效应:某些介质置于外电场中,由于电场的作用,会引起介质内部正负电荷中心的位移,导致介质发生形变,这种效应称为逆压电效应。

石英晶体在沿X 轴(或Y 轴)方向的力的作用时,在X 方向产生压电效应,而Y 和Z 方向不产生压电效应,X 轴称为电轴,Y 轴称为机械轴。

③具有各向异性:石英晶体是一种良好的绝缘材料,导热系数在室温附近,沿Z轴方向是垂直于Z 轴方向的2 倍左右,沿Z 轴方向的线性膨胀系数a3 约为沿垂直于Z 轴方向线性膨胀系数a1 的1/2,其介电系数ε,压电系数d 等随方向的不同其数值也不同,在不同温度,导热系数K 与膨胀系数a 的数值也不同。

④是外形高度对称的单晶体,其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英晶体,外形最显著的特点是晶面有规则的配置,石英晶体的晶面共30 个,六个m 面(柱面),六个R 面(大棱面)六个r 面(小棱面)六个s 面(三方偏锥面),六个X 面(三方偏面),相邻M 面的夹角度为60°,相邻M 面和R面的夹角与相邻M 面和r 面的夹角都等于38°13′,相邻s 面与X 面的夹角为25°57′。

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石英晶体石英简介石英的化学成分为SiO2,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。

广义的石英还包括高温石英(b-石英)。

低温石英常呈带尖顶的六方柱状晶体产出,柱面有横纹,类似于六方双锥状的尖顶实际上是由两个菱面体单形所形成的。

石英集合体通常呈粒状、块状或晶簇、晶腺等。

纯净的石英无色透明,玻璃光泽,贝壳状断口上具油脂光泽,无解理,摩氏硬度7,比重2.65。

受压或受热能产生电效应。

变种石英因粒度、颜色、包裹体等的不同而有许多变种。

无色透明的石英称为水晶,紫色水晶俗称紫晶,烟黄色、烟褐色至近黑色的俗称茶晶、烟晶或墨晶,玫瑰红色的俗称芙蓉石;呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称石髓,具不同颜色同心条带构造的晶腺叫玛瑙,玛瑙晶腺内部有明显可见的液态包裹体的俗称玛瑙水胆,细粒微晶组成的灰色至黑色隐晶质石英称燧石,俗称火石。

石英的用途很广。

无裂隙、无缺陷的水晶单晶用作压电材料,来制造石英谐振器和滤波器。

一般石英可以作为玻璃原料,紫色、粉色的石英和玛瑙还可作雕刻工艺美术的原料。

石英是最重要的造岩矿物之一,在火成岩、沉积岩、变质岩中均有广泛分布。

巴西是世界著名的水晶出产国,曾发现直径2.5米、高5米、重达40余吨的水晶晶体石英晶体振荡器的特点石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

一、石英晶体振荡器的基本原理1、石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

2、压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。

反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。

如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

3、符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图2所示。

当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个PF到几十PF。

当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。

一般L的值为几十mH 到几百mH。

晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。

晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100Ω。

由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000。

加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。

4、谐振频率从石英晶体谐振器的等效电路可知,它有两个谐振频率,即(1)当L、C、R支路发生串联谐振时,它的等效阻抗最小(等于R)。

串联揩振频率用fs表示,石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性,(2)当频率高于fs时L、C、R支路呈感性,可与电容C。

发生并联谐振,其并联频率用fd表示。

根据石英晶体的等效电路,可定性画出它的电抗—频率特性曲线如图2e所示。

可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时,石英晶体呈容性。

仅在fs<f<fd极窄的范围内,石英晶体呈感性。

二、石英晶体振荡器类型特点石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子(即谐振器和振荡电路组成。

晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等,共同决定振荡器的性能。

国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类:普通晶体振荡(TCXO),电压控制式晶体振荡器(VCXO),温度补偿式晶体振荡(TCXO),恒温控制式晶体振荡(OCXO)。

目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡(DCXO)等。

普通晶体振荡器(SPXO)可产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度,标准频率1—100MHZ,频率稳定度是±100ppm。

SPXO没有采用任何温度频率补偿措施,价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。

封装尺寸范围从21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。

电压控制式晶体振荡器(VCXO)的精度是10^(-6)~10^(-5)量级,频率范围1~30MHz。

低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。

通常用于锁相环路。

封装尺寸14×10×3mm。

温度补偿式晶体振荡器(TCXO)采用温度敏感器件进行温度频率补偿,频率精度达到10^(-7)~10^(-6)量级,频率范围1—60MHz,频率稳定度为±1~±2.5ppm,封装尺寸从30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。

通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。

恒温控制式晶体振荡器(OCXO)将晶体和振荡电路置于恒温箱中,以消除环境温度变化对频率的影响。

OCXO频率精度是10^(-10)至10^(-8)量级,对某些特殊应用甚至达到更高。

频率稳定度在四种类型振荡器中最高。

三、石英晶体振荡器的主要参数晶振的主要参数有标称频率,负载电容、频率精度、频率稳定度等。

不同的晶振标称频率不同,标称频率大都标明在晶振外壳上。

如常用普通晶振标称频率有:48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz~40.50 MHz 等,对于特殊要求的晶振频率可达到1000 MHz以上,也有的没有标称频率,如CRB、ZTB、Ja等系列。

负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。

负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。

标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。

因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。

所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。

频率精度和频率稳定度:由于普通晶振的性能基本都能达到一般电器的要求,对于高档设备还需要有一定的频率精度和频率稳定度。

频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。

稳定度从±1到±100ppm不等。

这要根据具体的设备需要而选择合适的晶振,如通信网络,无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。

因此,晶振的参数决定了晶振的品质和性能。

在实际应用中要根据具体要求选择适当的晶振,因不同性能的晶振其价格不同,要求越高价格也越贵,一般选择只要满足要求即可。

四、石英晶体振荡器的发展趋势1、小型化、薄片化和片式化:为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求,石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。

例如TCXO这类器件的体积缩小了30~100倍。

采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm,目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

2、高精度与高稳定度,目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm,VCXO的频率稳定度在10~7℃范围内一般可达±20~100ppm,而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001~5ppm,VCXO 控制在±25ppm以下。

3、低噪声,高频化,在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的,相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。

目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。

除VCXO外,其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。

例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器,其频率为650~1700 MHz,电源电压2.2~3.3V,工作电流8~10mA。

4、低功能,快速启动,低电压工作,低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。

电源电压一般为3.3V。

目前许多TCXO和VCXO产品,电流损耗不超过2 mA。

石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。

例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO,在±0.1ppm规定值范围条件下,频率稳定时间小于4ms。

日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO,在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。

OAK公司的10~25 MHz的OCXO产品,在预热5分钟后,则能达到±0.01 ppm的稳定度。

五、石英晶体振荡器的应用1、石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。

不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路,其频率精度决定了电子钟表的走时精度。

石英晶体振荡器原理的示意如图3所示,其中V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及微调电容C2构成振荡系统,这里石英晶体相当于电感。

振荡系统的元件参数确定了振频率。

一般Q、C1及C2均为外接元件。

另外R1为反馈电阻,R2为振荡的稳定电阻,它们都集成在电路内部。

故无法通过改变C1或C2的数值来调整走时精度。

但此时我们仍可用加接一只电容C有方法,来改变振荡系统参数,以调整走时精度。

根据电子钟表走时的快慢,调整电容有两种接法:若走时偏快,则可在石英晶体两端并接电容C,如图4所示。

此时系统总电容加大,振荡频率变低,走时减慢。

若走时偏慢,则可在晶体支路中串接电容C。

如图5所示。

此时系统的总电容减小,振荡频率变高,走时增快。

只要经过耐心的反复试验,就可以调整走时精度。

因此,晶振可用于时钟信号发生器。

2、随着电视技术的发展,近来彩电多采用500kHz或503 kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源,经1/3的分频得到15625Hz的行频,其稳定性和可靠性大为提高。

面且晶振价格便宜,更换容易。

3、在通信系统产品中,石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现,同时也得到了更快的发展。

许多高性能的石英晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等。

1. 频率长期稳定度高——不加恒温装置也可以达到1.0*10^(-5);2.品质因数Q大,所以频带很窄;3.对温度敏感度比LC振荡器小,而且有温度系数为0的温度拐点,可以采用恒温装置控制。

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