·石英晶體基礎(chǔ)知識·石英晶體的性質(zhì)·石英晶體的結(jié)構(gòu)·石英晶體的缺陷·電氣特性

?石英晶體基礎(chǔ)知識?石英晶體的性質(zhì)?石英晶體的結(jié)構(gòu)?石英晶體的缺陷?電氣特性?石英晶體諧振器工作原理?石英晶體諧振器的特性?石英晶體諧振器的應(yīng)用石英晶體基礎(chǔ)知識石英，學(xué)名二氧化硅。是自然界分布最廣的物質(zhì)之一。它有五種變體（0石英、a石英、a磷石英、方石英、溶煉石英），其中只有0石英才具有壓電效應(yīng)，當(dāng)施加壓力在晶片表面時，它就會產(chǎn)生電氣電位，相對的當(dāng)一電位加在芯片表面時,它就會產(chǎn)生變形或振動現(xiàn)象,掌握這種振動現(xiàn)象,控制其發(fā)生頻率的快慢,以及精確程度，就是水晶震蕩器的設(shè)計與應(yīng)用。石英晶體的性質(zhì)石英晶體的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，常溫下不溶于鹽酸、硝酸、硫酸等水和酸，只溶于氫氟酸。在加熱時石英晶體能溶于堿溶液，這個特點成為人造水晶的基礎(chǔ)。因此現(xiàn)在一般采用氟化氫氨對石英晶體進行腐蝕。石英晶體的結(jié)構(gòu)石英晶體的理想外型見圖1-1，從圖中可以看出，石英晶體存在左旋與右旋之分，左、右旋晶體為鏡像對稱。石英晶體的理想外型總共有三十個晶面，共分五組，每組六個，即：六個M面（柱面），六個R面（大棱面），六個r（小棱面），六個S面和六個X面，這些晶面間的夾角見表1-1。⑹右捷石莫M⑹磅芙3131-1石英矗體的崖越外盤實際上理想的外型是很難見到的，尤其是人工培育的水晶，由于籽晶的切割方位及外型不同使我們看到的形狀與上圖大不相同，甚至面目全非，各種結(jié)晶面不易辨認(rèn)。石英晶體的缺陷水晶常見的缺陷有：雙晶、包裹體、裂隙、炸裂、貝裂等石英晶體諧振器工作原理如果把交變電壓施加于石英晶片兩個電極之間，當(dāng)交變電壓的頻率與石英晶片固有振動頻率一致時，通過逆壓電效應(yīng)，晶片便產(chǎn)生機械振動。同時又通過正壓電效應(yīng)而輸出電信號。一般石英晶體諧振器的頻率范圍可以從數(shù)百赫茲到幾百兆赫茲。石英晶體諧振器的特性?等效電路如圖1-2：Co：紳電珈或并樂電珈Ll；軸去電感Cl：期棗電容Ri:納去電fl圈1-2?工作原理：晶體振蕩器電路有反饋型和負(fù)阻性兩種，通常用反饋型振蕩電路，其工作原理如圖1-3：?主要技術(shù)要求主要內(nèi)容包括：工作頻率、輸出電平和輸出阻抗、頻率準(zhǔn)確度、頻率穩(wěn)定度、老化率、頻率微調(diào)范圍、壓控特性、開機特性、功率消耗。電氣特性）諧振特性通過晶片的電流I隨外加訊號頻率f而改變，當(dāng)F=fm時，電流有最大值Im，這時諧振器阻抗最小。當(dāng)f=fa時，電流最小值為In，這時諧振器阻抗最大。當(dāng)諧振器機械損耗很小時，fm、fa與諧振fr及反諧振頻率fa近似相等。一般石英諧振器fm和fa可近似地看做諧振頻率和反諧振頻率。

在諧振頻率附近，石英晶體諧振器和由LC組成的串聯(lián)電路的諧振特性是完全相同的。圖1-4石英諧振器的諧振特性）頻率溫度特性石英晶體諧振器和頻率隨溫度變化的關(guān)系稱做頻率溫度特性。圖1-5是厚度曲變AT型切割頻率溫度特性曲線,從其切割角度之參數(shù)曲線圖可看出,AT切割頻率溫度特性曲線,類似于一元三次方程式的曲線,顯示在特定的溫度范圍內(nèi),有很好的頻率穩(wěn)定特性.是目前水晶振蕩器最常使用的切割型式）老化特性（1）石英晶體諧振器在使用、貯存過程中頻率隨時間變化的現(xiàn)象稱為老化。老化特性直接影響晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。（2）老化原因：由于應(yīng)力的恢復(fù)、質(zhì)量吸附或這兩者結(jié)合而形成的。石英晶體諧振器的應(yīng)用隨著二十世紀(jì)電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,石英晶體諧振器的應(yīng)用范圍越來越廣，消費性產(chǎn)品：如數(shù)字電視,游樂器,數(shù)碼相機,手表等。信息產(chǎn)品：如個人計算機,及其外圍設(shè)備,手提電腦,及硬盤等。通訊產(chǎn)品：如移動電話,無線電電話,及呼叫器等.網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品：如調(diào)制解調(diào)器,IA產(chǎn)品,甚至藍芽套件等。都是必須使用石英水晶振蕩器來組成時序電路。尤其最近各種電子產(chǎn)品的體積越做越小,石英晶體振蕩器也必須小型化,故表面黏著式（SMT）石英晶體振蕩器應(yīng)運而生,除了達到小型化的目的外,因信號源頭傳導(dǎo)路徑的縮短,相對的在系統(tǒng)設(shè)計時,增加了振蕩器的觸發(fā)能力,也降低電磁干擾的問題。晶體的相關(guān)電氣參數(shù)UCL:對于參葦頻率時的負(fù)製電容2“FL:F［血口期血嗣fiTqueney）負(fù)載頻率（在某一CX負(fù)載下的諧振頻率）（單位】PPM）⑴常用的頻率單位；MHz.KHz.】【人卩PM⑵它們之間的換算關(guān)累：IMHz-IOOOKHzltXXXMDOHs3、FlCSeriesresonanifrequency串聯(lián)諧振頻率（屈體本身的諧撮頻率）KK:諧振電阻（單位1歐姆Q）5sCO-靜態(tài)I壯容C單fit-PF）6.C1：動態(tài)電容｛單位！fF）飛、［.；動態(tài)電感（W：mH）8-IS：頻率奉引度（單位：PPM/FF）它表示飢載每變化IFF時FL的變化童9、DI［^FIx^CLI-FL?CL2兩特定負(fù)載電容間的負(fù)載頻率差優(yōu)10aQ值：品質(zhì)丙盍（Q值倉奇’石英晶體振游器的頻率穩(wěn)定度愈高）ILDLD2:MavRMmR不同激勵功率下之最大與最小阻抗差值1R:fnsulaiiainresistance絕緣阻抗RLD2；Ma^R不同激勵功率下之垠大R「值14、SP50: