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更多>>KVG晶振集團石英晶振技術介紹從切角到設計一步到位
來源：http://www.jqhs.com.cn 作者：康比電子 2018年06月19
康比電子是專業從事石英晶振、貼片晶振、有源晶振、壓電陶瓷諧振器的高科技企業、集石英晶振、陶瓷諧振器、有源晶振的研發、設計、制造、營銷和服務為一體，擁有萬級凈化廠房、國際先進的生產設備、專用檢測儀器、最新工藝及專業技術人員二十名。產品廣泛應用于安防監控系統、智能手機、衛星GPS、汽車音響、車載電臺、汽車防盜報警系統、平板電腦、數字電視接收器、通訊設備、電波鐘表、電腦、電子數碼等高科技行業產品。下面給大家講解關于石英晶振技術.
石英晶體，切角
壓電材料，特別是石英晶振，具有將電能轉換成機械能的性質，反之亦然。在技??術應用中，通過施加交變電場來利用這種效應，這將導致材料振動并隨后發生機械共振。這種電氣反應允許用作具有非常高的品質因數Q和低溫度系數的電諧振器。
不同的石英晶體切割可以制成具有不同的性質。切口由圍繞晶軸的兩個旋轉角度phi和theta定義。最常見的切割是單旋轉AT切割（φ= 0°）和雙旋轉SC切割（φ= 22°）。兩種情況下的θ角都在34°左右。其他雙旋轉切割如MSC-，IT-，FC-，LD-也適用于特殊應用。
石英諧振器
石英晶體諧振器的有源元件是一種機械振動板（“晶體元件”），由單晶石英切割而成，晶體軸線精確定向。諧振器在高真空下鍍上鋁，銀或金電極，并用冷焊或電阻焊接工藝氣密密封到合適的外殼中。元件的物理尺寸及其與軸的方向將決定共振頻率，其初始精度，電氣性能和溫度系數。KVG晶振集團生產AT-和SC-Cut晶體（以及其他），這是使用最廣泛的切割方式，可提供800kHz至300MHz的頻率范圍，并具有出色的頻率溫度特性。
晶體的頻率與元件的厚度成反比。對于機械加工，對于在基模上工作的晶體，這導致約50MHz的上限頻率。為了在基本模式下達到更高的頻率，KVG還產生化學蝕刻的反向模糊晶體，其中諧振器的中心部分被蝕刻以具有低至10微米的厚度。
諧振器設計
許多不同的參數對最終的諧振器性能有影響。元件的厚度和直徑，電極直徑，電極材料以及支架，密封方法等。晶振元件可以制造成平面平面或輪廓（具有斜面，平凸或雙凸）。輪廓是防止邊緣效應所必需的。可以在晶體元件的一側或兩側上制造曲率半徑以將能量俘獲在諧振器的中心。誘捕也可以通過批量加載進行。
基本模式和泛音模式
高頻晶體在厚度剪切振動中振動，可以在基本或奇數諧波模式下激勵。泛音晶體的運動電容C1n隨著泛音的階數n而減小，并且近似地由C n C n 1 11 >> 2給出。因此泛音晶體的CO / C1比率比在基本模式下工作的晶體大得多，并且牽引范圍減小了大約n3倍。VCXO振蕩器使用的晶體需要較寬的牽引范圍，因此在基本模式下工作。
不需要的響應和不和諧（雜散模式）
所有晶體諧振器為每個泛音產生一個主要模式，該主要模式是厚度剪切振動以及不希望的響應，這是諧振頻率以上的非諧波厚度剪切模式。除了常用的厚度剪切C-模式外，另一種稱為B模式的厚度剪切模式存在。它具有比C模式更高的頻率和更低的運動阻力，但溫度系數更大。有時需要過濾該模式以使振蕩器工作在C模式。其他不需要的模式是剪切，彎曲，厚度和扭曲振動，可能出現在所需的共振頻率之上和之下。使用正確的振蕩器設計，不需要的模式很少會引起問題 接近諧振頻率的不需要的模式會影響振蕩器的啟動行為，或在操作過程中導致轉換到錯誤的頻率。其他不希望的影響是由不需要的模式引起的溫度頻率和電阻驟降。通常將雜散模式指定為非諧波模式的諧振電阻與主模式電阻的比率。KVG晶振必須具有關于測試電路（例如，π網絡或測量電橋）和雜散模式頻率范圍的詳細信息。
等效電路
在諧振頻率附近，晶體單元由圖8中所示的兩個電極表示。
CO：并聯電容（電極，晶體支架，引線和外殼之間的電容）
C1：運動電容（表示機械彈性）
L1：運動電感（表示機械慣性）
R1：運動電阻（表示機械損耗）
圖9顯示了幅度和相位與石英晶振周圍頻率的響應。共振頻率由下式給出：
石英晶體，切角
石英諧振器
諧振器設計
基本模式和泛音模式
不需要的響應和不和諧（雜散模式）
所有晶體諧振器為每個泛音產生一個主要模式，該主要模式是厚度剪切振動以及不希望的響應，這是諧振頻率以上的非諧波厚度剪切模式。除了常用的厚度剪切C-模式外，另一種稱為B模式的厚度剪切模式存在。它具有比C模式更高的頻率和更低的運動阻力，但溫度系數更大。有時需要過濾該模式以使振蕩器工作在C模式。其他不需要的模式是剪切，彎曲，厚度和扭曲振動，可能出現在所需的共振頻率之上和之下。使用正確的振蕩器設計，不需要的模式很少會引起問題 接近諧振頻率的不需要的模式會影響振蕩器的啟動行為，或在操作過程中導致轉換到錯誤的頻率。其他不希望的影響是由不需要的模式引起的溫度頻率和電阻驟降。通常將雜散模式指定為非諧波模式的諧振電阻與主模式電阻的比率。KVG晶振必須具有關于測試電路（例如，π網絡或測量電橋）和雜散模式頻率范圍的詳細信息。
CO：并聯電容（電極，晶體支架，引線和外殼之間的電容）
C1：運動電容（表示機械彈性）
L1：運動電感（表示機械慣性）
R1：運動電阻（表示機械損耗）
圖9顯示了幅度和相位與石英晶振周圍頻率的響應。共振頻率由下式給出：
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