石英晶振原理
有关晶振的知识详解

晶振的工作原理是什么? [标签:电子资料]石英晶体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,晶振就是根据压电效应研制而成。
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。
提问者:bangbanghoutai浏览次数:1539 提问时间:2007-12-08 15:55姓名:帮帮笔名:bangbanghoutai等级:副连长 (三级)回答数: 6395 次通过率: 43.47%主营行业:精细化学品公司:擅长领域:阿里旺旺雅虎实战案例答案收藏答案收藏答案分享给好友最新回答者:woyige等级:列兵 (一级)回答的其他贡献者:woyige>>目录∙1、石英晶体振荡器的结构∙2、压电效应∙3、符号和等效电路∙4、谐振频率∙5、石英晶体振荡器类型特点∙6、石英晶体振荡器的主要参数∙7、石英晶体振荡器的发展趋势∙8、石英晶体振荡器的应用1、石英晶体振荡器的结构编辑本段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、压电效应编辑本段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。
石英钟工作原理

石英钟工作原理
石英钟是一种使用石英晶体的电子钟,它利用石英晶体具有稳定的振荡特性来产生精确的时间信号。
石英钟的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤:
1. 电源供电:石英钟通常使用电池或电源适配器作为能源供应。
2. 石英晶振发挥作用:石英钟内部存在着一个石英晶体,它是石英钟工作的核心组件。
当电源接通后,电信号会传递到石英晶体上。
3. 石英晶体振荡:电信号通过石英晶体后,晶体会产生振荡。
这是因为石英晶体具有压电效应,当电压施加到石英晶体上时,会引起晶体的机械振荡。
4. 振荡频率稳定:石英晶体的振荡频率非常稳定,这是因为其内部原子排列的稳定性。
这个特性让石英钟具备了高精确度的时间测量能力。
5. 时钟驱动:振荡的石英晶体输出一个频率稳定的信号,该信号通过时钟电路被放大和整形,然后用于驱动时钟的显示部分。
6. 分频和显示:时钟电路通常会将振荡频率进行分频,以产生出合适的时钟脉冲来驱动电子显示器,最终呈现出精确的时间。
总结起来,石英钟的工作原理就是通过石英晶体的振荡特性来产生稳定的时间信号,并通过时钟电路将其转换为可视化的时
间显示。
这种技术已被广泛应用于各种电子设备和钟表中,因其高精确度和可靠性而备受青睐。
晶振的工作原理

晶振的工作原理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,它的基本结构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。
石英晶体的压电效应: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。
注意,这种效应是可逆的。
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。
晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。
这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。
晶振的工作原理

晶振的工作原理
晶振(Oscillator)是一种用来生成稳定的时钟信号的电子元件。
其工作原理主要基于谐振现象。
晶振通常由晶体和驱动电路组成。
晶体是晶振的核心部件,一般使用石英晶体。
晶振驱动电路提供激励信号,激励晶体产生振荡。
该电路一般由几个主要组成部分组成:放大电路、反馈电路和调谐电路。
具体工作原理如下:
1. 激励信号:由驱动电路通过提供适当的激励信号来引发晶体振荡。
这个激励信号可以是电压脉冲、电流脉冲或连续信号,其频率通常在晶体的共振频率附近。
2. 晶体共振:晶体共振是指在特定频率下,晶体的振荡达到最大幅度的状态。
晶体的共振频率是由晶体的物理特性决定的,例如晶体的尺寸、形状和材料等。
晶振的频率通常设计为晶体的共振频率。
3. 反馈电路:晶体振荡产生的信号经过放大电路被反馈到晶体上,使晶体持续振荡。
放大电路可以将晶体输出的微弱信号放大到足够的幅度,以供后续电路使用。
4. 调谐电路:调谐电路用来微调晶振的频率,以使其与所需的时钟频率完全匹配。
调谐电路通常由电容和电感等元件组成,通过改变这些元件的数值,可以微调晶振的频率。
通过以上过程,晶振能够产生一个稳定、精确的时钟信号,用于驱动各种电子设备的工作。
这些设备需要准确的时钟信号来同步各个部件的操作。
晶振计时原理

晶振计时原理晶振计时原理是计算机系统中的一种基本计时方式,这种技术利用了晶体振荡器的恒定频率特性,通过计算晶振振荡的周期来进行系统时钟的计时。
以下是关于晶振计时原理的详细介绍。
一、晶振概述晶振,也被称为石英晶体振荡器,是一种将机械能转化为电能的元器件,具有稳定的频率和精确的振荡周期特性。
在计算机系统中,晶振通常被用作基准时钟信号源,通过产生一个稳定的振荡频率,作为各个单元的时钟触发信号。
晶振计时原理的基本思想是利用晶体振荡器的高精度稳定的振荡特性,将时钟信号转化为以晶振振荡周期为基础的计数信号。
通常采用的是基于CMOS(互补金属氧化物半导体)技术的分频器电路,将晶振振荡的高频信号分频为计数器可处理的低频信号,通过累加计数器的计数值来求得系统时钟周期,实现计时的精确度。
具体地说,晶振计时原理的实现过程可以分为以下几个步骤:1. 晶振频率分频首先,将晶振频率进行分频,通过分频器将高频的晶振信号降低到计数器可处理的范围。
通常可选择四分频或八分频器进行分频,使晶振信号从原来的1MHz降低到250kHz或125kHz。
2. 计数器计数将分频后的晶振信号输入计数器进行计数。
计数器是一种可以累加输入脉冲数量的计数器。
当输入一个脉冲信号时,计数器的计数值会加1。
因此,可以通过计数器的累加计数值来计算时钟周期的长度。
3. 计算时钟周期通过计数器的计数值和晶振频率的分频,可以计算出一个时钟周期的长度。
例如,当晶振频率为1MHz,分频后为250kHz,计数器计数值为1000时,说明1000个250kHz的脉冲信号累加为了一个时钟周期,那么时钟周期的长度就是1000/250000=0.004秒。
4. 基于时钟周期生成系统时钟最后,可以根据计算得到的时钟周期长度来生成系统时钟。
具体实现可以采用定时器或者触发器等电路元件,以时钟周期为基础来控制系统中各个单元的行为。
三、晶振计时原理的优点和缺点1. 高精度:晶振的振荡频率非常稳定,能够提供高精度的时钟信号。
无源晶振工作原理

无源晶振工作原理
无源晶振是一种常见的电子元器件,它是一种基于石英晶体振荡的无源元器件,可以提供高精度的时钟信号。
无源晶振的工作原理是利用石英晶体的压电效应,将电信号转换为机械振动,再将机械振动转换为电信号输出。
下面我们来详细了解一下无源晶振的工作原理。
无源晶振的核心部件是石英晶体。
石英晶体是一种具有压电效应的晶体,当施加电场时,会产生机械振动。
这种机械振动是由晶体内部的分子结构变化引起的,具有高精度和稳定性。
无源晶振的工作原理是利用石英晶体的压电效应,将电信号转换为机械振动。
当外部电源施加到石英晶体上时,会产生电场,从而使石英晶体发生机械振动。
这种机械振动的频率与石英晶体的尺寸和结构有关,具有高精度和稳定性。
无源晶振的工作原理是将机械振动转换为电信号输出。
当石英晶体发生机械振动时,会在晶体上产生电荷,从而产生电压信号。
这个电压信号的频率与石英晶体的机械振动频率相同,可以作为时钟信号输出。
无源晶振是一种基于石英晶体振荡的无源元器件,可以提供高精度的时钟信号。
它的工作原理是利用石英晶体的压电效应,将电信号转换为机械振动,再将机械振动转换为电信号输出。
无源晶振具有
高精度、稳定性好、寿命长等优点,在电子产品中得到了广泛应用。
晶振振荡电路工作原理

晶振振荡电路工作原理
晶振振荡电路工作原理是指晶振电路是通过负反馈作用,使得晶振产生的输出信号可以维持在一定的频率和幅度范围内稳定振荡的电路。
晶振振荡电路通常由一个晶振器件(如石英晶体)和一个放大器组成。
晶振器件具有自身的共振频率,当外加电源信号与晶振器件共振频率相等时,晶振器件会开始振荡。
晶振器件的振荡信号经过放大器放大后再馈回到晶振器件内部,形成一个闭环系统。
通过精确控制放大增益和相位关系,使得振荡信号能够持续稳定地输出。
具体工作原理如下:
1. 初始状态下,晶振器件未开始振荡,放大器的放大增益较低。
2. 外加电源信号被放大器放大后,输入晶振器件。
3. 在晶振器件内部,振荡信号被放大并反馈到放大器。
4. 反馈信号进一步增大放大器的放大增益,增大了晶振器件的振荡幅度。
5. 这种正反馈作用会使得晶振器件持续增大振荡信号,并将其输出。
6. 当输出的振荡信号达到一定幅度时,放大器的放大倍数达到平衡,振荡信号稳定在一定的幅度和频率范围内。
7. 当外界条件发生变化(如温度变化),晶振器件的共振频率会发生微小变化。
8. 反馈信号会自动调节放大器的放大增益,使得输出的振荡信号保持在与晶振器件共振的频率上。
通过这种负反馈机制,晶振振荡电路能够自动调节自身的输出,使得晶振器件的振荡频率能够稳定在指定范围内。
晶振的工作原理

晶振的工作原理晶振是一种常见的电子元件,广泛应用于电子设备中。
它主要用于产生稳定的时钟信号,为电子设备的正常运行提供精确的时间基准。
本文将详细介绍晶振的工作原理。
一、晶振的结构晶振由晶体谐振器和驱动电路组成。
晶体谐振器是晶振的核心部件,其主要由晶体片、电极和封装壳体组成。
晶体片通常由石英晶体材料制成,具有高稳定性和精确的谐振频率。
二、晶振的工作原理晶振的工作原理基于晶体的压电效应。
当外加电场作用于晶体时,晶体会发生形变,产生机械振动。
而当晶体处于谐振频率附近时,机械振动会引起晶体内部电荷的积累和释放,从而产生电压信号。
晶振的驱动电路通过提供适当的电压和电流,使晶体谐振器处于谐振频率附近,从而产生稳定的振荡信号。
驱动电路通常由晶振振荡器、放大器和反馈电路组成。
晶振振荡器提供适当的激励信号,放大器放大振荡信号,反馈电路将一部分输出信号送回晶振振荡器,以维持振荡的稳定性。
三、晶振的特性1. 频率稳定性:晶振具有高度稳定的频率特性,通常在几个PPM(百万分之几)的范围内。
这使得晶振成为电子设备中精确计时的理想选择。
2. 温度特性:晶振的频率受温度影响较大。
在温度变化时,晶体的谐振频率会发生变化,因此晶振通常需要通过温度补偿电路来提高稳定性。
3. 启动时间:晶振的启动时间通常较短,只需几毫秒即可达到稳定的工作状态。
4. 功耗:晶振的功耗通常较低,这使得它适用于电池供电的设备。
四、应用领域晶振广泛应用于各种电子设备,包括计算机、通信设备、消费电子产品等。
它在这些设备中起着关键的作用,为设备提供准确的时钟信号,保证设备的正常运行。
在计算机领域,晶振被用于处理器、主板、内存等部件,确保它们以准确的速度进行工作。
在通信领域,晶振用于手机、无线路由器等设备,提供精确的时钟信号,保证通信的稳定性和可靠性。
在消费电子产品中,晶振被广泛应用于电视、音响、摄像机等设备,提供准确的时钟信号,保证设备的正常运行和功能的实现。
总结:晶振是电子设备中常见的元件,通过晶体的压电效应产生稳定的时钟信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
石英晶体谐振器From:欧阳联铂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.为了防止Ag 电极被氧化,一般在封装时充入N2。
下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。
图12、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,如图2 所示。
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。
图23、符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图3 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(与晶片表面光滑度成反比,粗糙平整度影响R 值,它决定了晶振80%的品质),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(Q=1/2∏f s CR) 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。
图34、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4 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。
图45.起振条件:1) 回路必须为正回授,就是在输入与输出的相位相差360 度(或其整数倍)2) 在起振频率开回路之增益必须大于一图5振荡条件:1)相位平衡2)振幅平衡二、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致,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、生产制程简介1. 晶体选择:晶体分天然晶体和人工晶体.天然晶体纯度差,资源有限,而人工晶体纯度高,资源丰富,故现在生产晶振基本上多采用人工晶体.2. 晶片切割:晶振中最重要的组成部分为水晶振子,它是由水晶晶体按一定的法则切割而成的,又称晶片.常用晶片的形状有三种:圆形,方形,SMT 专用(方形,但比较小),如图6 所示圆形方形SMT 专用图6晶片的切割可分为AT-CUT, BT-CUT, CT-CUT, DT-CUT, FT-CUT, XT-CUT,YT-CUT,如图7 所示.它是以光轴(Z 轴)为参考而命名,每种切法对应一个角度.采用何种切法应根据实际情况而定,如对温度特性要求较好则应采用AT-CUT,如果对晶振要求的频率较高时则采用BT-CUT.晶片的切割方式、几何形状、尺寸等决定了晶振的频率.图 7下面以AT-CUT 和BT-CUT 为例,比较不同的切割方法对晶振参数的影响:AT-Cut: 切割角度:35013’(一般误差在±3’,其误差越小其温度特性越好,)F(K)=1670(K)/t(mm) t 为晶片之厚度,一般运用,温度特性较发好,+/-30PPMBT-Cut: 切割角度:490F(K)=2560(K)/t(mm) t 为晶片之厚度, AT-Cut 用于基频高频,温度特性差, +/-100PPM当AT-CUT 与BT-CUT 频率一样时,AT-CUT 的本体要比BT-CUT 的本体小,其C0,C1,L1也不一样,如频率为35MH Z,当其面积一样时,AT-CUT 本体的厚度为0.02mm,而BT-CUT 的本体厚度为0.073mm. AT-CUT 的C0 为 5.5pf,而BT-CUT 的C0 为 2.7pf.AT-CUT 温度曲线如图5 所示,现在我们所用的晶振的中心温度值一般多为25±3o C,在-10 o C~70o C这一区间,其温度频差一般为±30PPM,温度特性较好.图 5BT-CUT 温度曲线如图6 所示, 温度特性很差,温度频差一般为±100PPM.因晶振的切割方法对晶振的众多参数影响很大,故在晶振代用时,除了考虑频率,负载电容是否相同外,还应考虑其切割方法是否一致, 不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
圆形晶片直径D=8.9mm D=8.0mm D=5.5mm频率12.0MHz 27.0MHz 35.0MHz方形晶片12MHz被银面5*1.6mm2 4*1.6mm2C0 3.2±0.1pf 2.8±0.1pf被银面定被银面↑晶振由IC Power 驱动,了,C0就稳定越低越好,若POWERC0,C1↑阻抗了↓活力↑过大引起过激励而使X201 无法起振Rr 与F 无关CL↓FL↑修改C1,C2,R对Q 值有影影响Vpp 相位响(起振条件)3. 研磨对晶片的表面进行研磨,使其厚度及表面粗糙平整度达到要求.一般实际的晶片的厚度要比理论上的要小,这是因为后面的蒸镀工序将在晶片表面蒸镀一层银而使晶片厚度增加.以上可用下列式子表示:理论厚度=实际厚度+蒸镀层厚度4. 倒边,倒角(此工序只针对低频)5. 腐蚀,洗净去除晶片表面杂质6. 蒸镀在晶片表面蒸镀一层银做为电极,7. 组立导电银胶,HOLDER,触点阴抗约3 欧左右,C08. 频率微调先用银层镀薄一点作为其电极,后调节镀银层之厚度一改变晶片厚度来达到微调的作用9. 完成检查各个参数的测试,如Rr,C0,绝缘性,气密性等图4六、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。