石英晶体谐振器特点
石英晶体谐振器是利用石英晶体的压电效应(对某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移,产生极化,从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷.在一定应力范围内,机械力与电荷呈线性可逆关系.)而制成的谐振元件.与半导体器件和阻容元件一起使用,便可构成石英晶体振荡器.
石英晶体谐振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,共同决定谐振器的性能。
石英晶体谐振器术语
石英晶体俗称水晶,成分SiO2,它不仅是较好的光学材料,而且是重要的压电材料。晶体的主要特征是其原子或分子有规律排列,反映在宏观上是外形的对称性。人造水晶在高温高压下结晶而成。在电场的作用下,晶体内部产生应力而形变,从而产生机械振动,获得特定的频率。我们利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。
术语 定义
AT切割 用特殊的切割角度加工晶体的一种切割方法,用这种切割方法加工的晶体有良好的温度特性,是制造石英晶体元件常用的方法。
老化率 石英晶体产品频率相对于时间的稳定性,一般情况下它的变化是几个ppm/年
等效电阻RI 等效电阻(ESR)通常表明石英谐振器在连续振荡中阻抗性能的好坏
调整频差 各种频率可接收的变化范围(一般情况下用ppm表示)
温度频差 石英晶体元件频率随温度变化而变化的特性。不同的切割方法和不同的切割角度都有不同的特性曲线。
石英晶体谐振器的功能和标识
石英晶体谐振器成品上标有一个标称频率和厂家品牌标识,当电路工作在这个标称频率时,频率稳定度高。这个标称频率通常是在成品出厂前,在石英晶体上并接一定的负载电容条件下测定的。在实际组成石英晶体振荡器时必须在石英晶体两端并接负载电容,且负载电容必须符合石英晶体技术条件中所规定的数值,这个电容大都采用微调电容,以便调整。规定的负载电容值载于厂家的产品说明书中,通常为30pF(高频晶体),或为100pF (低频晶体),还有32.768KHz普通晶体对应的12.5PF(普通常见的一种负载电容)或标示为田(这是指无需外接负载电容,通常用在串联晶体振荡器中)。
石英晶体的特点
石英晶体在压力作用下产生形变,同时产生电极化。其极化强度与压力成正比,这种现象就称'正压电效应'.反之,在电场作用下,晶体产生形变,其形变大小与电场强度成正比,这种现象称'逆压电效应'.
在二十多类具有压电效应的晶体中,石英晶体是无线通讯设备中较为满意的材料之一。它的机械强度高,物理化学性能稳定,内损耗低等,用它制成的器件被广泛用在频率控制和频率选择电路中。石英片的取向不同,其压电特性、弹性特性和强度特性就不同,用它来制造的谐振器的性能也不一样,现已发现了几十种有用的切割方式。