深圳市康华尔电子有限公司

诚信通第9年
咨询热线:0755-27838351
联系康华尔电话: 0755-27838351手机: 138 2330 0879Q Q: 632862232立即咨询邮箱: konuaer@163.com
首页技术支持技术资料 简单了解石英晶振的形成及温度特性

简单了解石英晶振的形成及温度特性

来源:http://www.konuaer.com 作者:康华尔 2018年02月08
石英谐振器的形成及等效电路
  石英晶振是一种重要的电子材料,石英晶体是一种单晶体结构的硅石,其成分是二氧化硅(SAO2),其形状为六角形晶柱,两端呈六棱锥形状,从石英晶体上按照一定的方位切一片很薄的石英晶片,晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体.气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。而晶体可做成不同频率类型的石英晶振,有源晶振,以及各种封装尺寸晶振,3225晶振,2016贴片晶振,5032贴片晶振
  如图2-1所示,按照不同的角度得到的石英晶片可以做成不同的石英晶振。

  然后对石英晶片进行高精度研磨,使其达到特定要求的尺寸。接着在晶片的两面涂敷金属电极层,并且每个电级层与管脚相连,最后为了保护晶片,加上封装外壳就形成了石英晶体谐振器。当封装前加入元器件,构成振荡电路以后再封装就构成了石英晶振。
  石英谐振器的表示符号和等效电路如图2-2所示。其中L1为串联等效电感,C1为串联等效电容,R1为串联等效电阻,Co为静态电容。当石英谐振器没有振动时,就可以等效成一个平板电容。其电容容量则取决于石英晶片的几何尺寸和涂敷的金属电极的尺寸。
  当石英谐振器振动时,石英晶片就等效成一个串联谐振回路。其中L相当于机械振动的惯性,C1相当于石英晶片的弹性,R1相当于石英晶片振动时由于摩擦而产生的损耗。因为L很大,C1和R1很小,因此回路的品质因数极高,可达100000~10000。

2.3石英谐振器的谐振频率
  如图2-2,石英谐振器的等效电路是一个复谐振电路,有两个谐振频率。一个是晶片的自然振动频率,也就是L1C1支路的串联谐振频率ωr:

  另一个是石英谐振器的并联谐振频率ωL:

  其中,C是C0和C1串联后的总电容。出于C1>C,因此ωL>0r,。但是又因为C1<0, 所以这两个谐振频率又是十分接近的[9]。
2.4石英谐振器的电抗曲线
  根据图2-2等效电路可计算出该电路的阻抗为:

  为了简化计算,忽略电阻R1的影响,则阻抗的公式可简化为只有电抗分量:

  将(2-4)式分子和分母同时乘以 ,并将式(2-1),(2-2)代人,则有: 由式2-5可知,电抗X是频率a的函数,其值和呈现的容性或感性都取决于频率a。
可以根据该式,画出贴片晶振的电抗曲线如图2-3所示[9]。

  由式2-5可知,电抗X是频率a的函数,其值和呈现的容性或感性都取决于频率a。可以根据该式,画出石英谐振器的电抗曲线如图2-3所示[9]。

  由图2-3可知,当0<0<0,时,石英谐振器的电抗呈现出容性,即可以等效为个电容。当o=o,时,石英谐振器的电抗为0,出现串联谐振现象。当0L>0)>0r时,石英谐振器的电抗呈现出感性,即可以等效为一个电感L。当a=0时,石英谐振器产生并联谐振,此时的电抗为。当0>02以后,石英谐振器的电抗呈现出容性, 即可以等效为一个电容。在实际应用中,都会使石英谐振器工作在0n>>0,即将石英谐振器等效为一个电感L使用。则根据式2-5可得到:


 
 
  出式2-6可知,电感L也是频率ω的函数。在ωL>ω>ωr区间,电感L的值随着ω增加而不断增加,且当ω=ωr时,电感L的值为0:;当ω=ωr时,电感L的值为∞[9]
2.5石英晶振的温度特性
  石英晶振的一个主要的特性是温度特性。所谓温度特性是指频率的偏移量随菥温度变化的关系。石英晶振的温度特性主要由石英晶片的密度、外形尺寸、以及弹性率的温度特性决定。为此要使石英晶振的温度特性达到最优,只需将这三个温度特性合成后趋于0即可。
  因此,在石英晶振的实际设计中,努力寻找在指定温度范围内的这种最优条件。不同类型的石英晶振之所以要使用不同切割角度的石英晶片,就是设计人员根据不同的应用(包括使用的频率和振动方式等)依据这个特性所决定的。
  图2-1是不同切割角度的温度特性的比较。从图中可以看出,当温度在大于30℃时,按照AT角度切割的石英晶片的特性曲线比其他的特性曲线都平坦,说明在此温度范围内温度变化后频率产生的偏移量最小,温度特性也最佳,如图2-5所示,同是AT切割的时候,当切割角度有少量偏差时温度特性曲线也会随之变化。
正在载入评论数据...

发表评论:

姓名:
邮箱:
验证: 验证码
正文:

欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

  • 上一篇:一一揭晓石英晶振的弹性性质
  • 下一篇:
  • 此文关键字:
    诚征下列地区 晶振 | 石英晶振 | 圆柱晶振 | 贴片晶振 | 陶瓷晶振 | 石英晶体谐振器 | 频率元件 的合作伙伴:
    深圳市 广州市 北京 上海 东莞 佛山 中山 顺德 珠海 杭州 温州 武汉 长沙 南京 大连 长春 西安 郑州 澳门 沈阳 南宁 昆明 济南 重庆 成都
    有源晶振,表晶,石英晶振,,贴片晶振,声表面滤波器,陶瓷晶振,陶瓷雾化片,陶瓷滤波器,微孔雾化片,微孔雾化片,单片158KHz微孔雾化片,单片陶瓷雾化片,雾化片,进口晶振,F11声表面滤波器,TO-39声表面滤波器,3*3贴片声表面滤波器,KDS晶振,爱普生晶振,精工晶振,村田晶振,京瓷晶振,NDK晶振,NX3225SANDK晶振,NX5032GANDK晶振,有源晶振,温补晶振,KDS晶振DST310S,爱普生晶振FC-135,爱普生晶振MC-146,精工晶振SC-32S,精工晶振SSP-T7;
    在线客服
    在线客服
    close
    在线客服 康华尔微信号
    康华尔公众号