陶瓷諧振器與石英晶振的對比
陶瓷諧振器（Ceramic Resonator）是利用壓電陶瓷 (一般為鋯鈦酸鉛，PZT) 的壓電效應產生諧振頻率的電子元件，電路符號與石英晶體諧振器（Quartz Crystal）相同。與石英晶體諧振器（Quartz Crystal）相比，陶瓷諧振器也屬于無源諧振元件，兩者的起振原理也非常相似，但陶瓷元件的頻率精度不如石英諧振器，通常用于消費、工業、汽車領域中對頻率精度要求不高，但使用溫度范圍更廣的應用產品上。
一、諧振原理
陶瓷諧振器的振子為壓電陶瓷材料，施加電壓時陶瓷會膨脹或收縮，受力時陶瓷會產生電壓，這就是壓電效應。陶瓷材料的基本單元是微晶體，每個晶體由帶正電荷或負電荷的原子構成。在自然狀態下，大多數陶瓷帶有的正、負電荷是平衡的，但也有一種介電陶瓷 (稱為鐵電體) 在晶體中帶有不平衡的正、負電荷，會造成偏電荷，也就是發生自發極化。焙燒后，鐵電陶瓷會立即發生自發極化并產生隨機極軸，而正、負電荷整體上是平衡的。
但是，隨著高直流電壓的應用，自發極化產生的極軸在相同的方向上對齊，即使去掉電壓，極軸也不會隨之消失。使自發極化極軸對準的過程被稱為極化過程。如果將極化過程應用于鐵電陶瓷，就會生成壓電陶瓷。當給壓電陶瓷施加外部電壓時，陶瓷內的正、負電荷的中心會相互吸引或排斥，就會造成陶瓷的膨脹或縮小?；蛘撸o壓電陶瓷施加壓力，就會在壓電陶瓷的對面產生正、負電荷；如果對壓電陶瓷施加張力，電荷的極性會相反。
利用這種晶體極化，可以使電能和機械能相互轉化?；趬弘娞沾傻臋C械諧振頻率隨振動模式的變化而變化的特性，可以制作出各種陶瓷元件，如陶瓷諧振器、陶瓷濾波器、陶瓷陷波器、聲表濾波器、壓電蜂鳴器等。
二、性能特點
與石英晶體諧振器對比，雖然陶瓷諧振器的頻率和溫度穩穩定度欠佳，但尺寸小，可在150度下運作，符合AEC-Q200標準，而且成本只有晶體的一半。
三、陶瓷諧振器與其他諧振組件的比較
1、尺寸小，重量輕。陶瓷諧振器為獨石結構，尺寸只有普通石英晶體諧振器尺寸的一半，而且堅固抗震。
2、成本低，免調整。與CR、LC電路不同，陶瓷諧振器利用的是機械諧振而不是電諧振，基本上不受外部電路或電源電壓波動的影響，可以制作成無需調整的高度穩定的振蕩電路，便于客戶批量生產。
3、內置負載電容。陶瓷諧振器屬于負載電容內置型，諧振電路設計較為簡單。同時，它還能節省包括負載電容在內的基板貼裝面積。
4、輕薄、外形小。采用輕薄的小外形設計，可減少元件數量。無外置電容的尺寸減少了約48%（與晶體3225尺寸相比），有助于實現模塊元件的小型化。
5、高可靠性需求。具有支持CAN通信等高精度通信的電氣特性，為在發動機、電池附近等以及溫度更高的環境中工作，工作溫度最高可達到150度。
微信二維碼
網站二維碼