晶體諧振器結(jié)構(gòu)及工作原理
隨著通信發(fā)展和制造技術(shù)的發(fā)展,石英諧振器的頻率范圍也逐漸發(fā)展從100kHz到10MHz,隨后發(fā)展到數(shù)百M(fèi)Hz,第三代發(fā)展到lGHz以上,第五代發(fā)展到2GHz以上。石英諧振器的產(chǎn)品體積也不斷縮小,從傳統(tǒng)的大尺寸發(fā)展到J1、⒆U、49S;直到近年來發(fā)展sMD表面貼裝,尺寸進(jìn)一步縮小,從7050、6035、5032,發(fā)展到3225、2520、2016、1612,,己能夠適應(yīng)安裝于更小型、微型的產(chǎn)品中。
石英晶體諧振器基本結(jié)構(gòu)及工作原理。
石英晶體諧振器是一種機(jī)電器件,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成的。這種晶體有個(gè)重要的特性,如果給它機(jī)械力,它會(huì)產(chǎn)生電,如果給它通電,它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩。另一個(gè)重要的特性是振蕩頻率與他們的材料、形狀、切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體熱膨脹系數(shù)常小,化學(xué)性能非常穩(wěn)定,其振蕩頻率也穩(wěn)定,而且控制幾何尺寸可以做到很精密,因此其諧振頻率精度很高。由于石英晶體的損耗非常小,即Q值非常高,作振蕩器用時(shí),可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩;作濾波器用,可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。石英晶體諧振器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,由石英片、電極、支架(基座)、上蓋等組成。關(guān)鍵部分是石英片,它有固有頻率,諧振時(shí),振動(dòng)幅度最大,阻抗最小,而失諧時(shí),阻抗迅速增大。
在諧振頻率附近,它近似為一個(gè)高Q值的LCR諧振回路。諧振器的等效電路CO稱為旁路電容,它是由晶片上的電極引起的。電路中的R卜Ll和C1是由晶體機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的“動(dòng)態(tài)臂”。C0與C1之比是衡量晶體中儲(chǔ)存的電能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換所的度量,即壓電耦合系數(shù),而其中C1是衡量晶體“穩(wěn)定性”(即它的可調(diào)性)的度量。
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