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Oscilent Crystal关于石英晶体的应用说明

来源：http://yijindz.com 作者：yijin 2023年10月17

1.订购水晶时需要提供哪些基本信息？
-通常我们要求客户提供标称频率、切割角度类型(AT/BT)、夹具或封装类型、电阻(ESR)、频率容差、频率稳定性、负载电容、工作温度范围、驱动功率、老化等。客户也可以在订货时指定其他具体规格或要求。
2. 频率容限和频率稳定性的主要区别是什么?

-有时“参考”频率可指标称(规格)频率，如果客户有这样的规定。频率稳定性通常以百万分之一(ppm)表示。晶体的频率公差定义为在特定温度下(通常为+25°C(-2°C))与标称(规格)频率的最大允许频率偏差，单位为ppm。

3.当晶体不在规范中规定的温度范围内工作时，它的性能会发生什么变化?

-晶体性能会受到影响。我们强烈建议不要这样做。它会导致晶体的频率漂移。更糟糕的情况是可能导致客户电路故障。

4. 什么是AT或BT削减?

-晶体的“频率稳定性”主要是由于石英棒以一定的预先定向角度切割成晶圆所致。今天最流行和广泛使用的是AT-Cut。AT切割的切割角度约为35X15'，z轴在负y轴方向，与在Y轴正方向上与Z轴成-45度角 BT-cut。为了便于理解，两者的图形切割如下所示。一般来说，BT切割毛坯比AT切割毛坯厚，所以更高的频率可以使用BT切割实现。AT-cut和BT-cut的一个主要区别是频率稳定特性，另请参考两个切口的温度系数曲线表1。

5.什么是可拉性？
-晶体的可拉性是测量频率变化作为负载电容的函数。电路设计者可以通过改变或改变晶体的负载电容来实现一个工作频率范围。工作频率范围由晶体在给定(变化的)负载电容范围内的拉出能力决定。

6.什么是杂散频率？

-晶体可以在与它的基频和泛音频率无关的频率上振动。这种不需要的频率被称为杂散频率。在晶体设计和制造阶段，可以通过改变晶片尺寸、电极图案设计和调整晶片上的金属化程度来抑制杂散频率的影响。

7.杂散频率会有什么影响？
-当杂散模式的信号电平与主模式一样强时，振荡器可以工作在杂散模式而不是主模式上。这种现象被称为模式跳变。杂散模式通常定义为电阻比或对主模式的dB抑制。为了避免大多数振荡器的模式跳变，需要与主模式的电阻比为1.5或2.0。这大约相当于主模式上-3dB到-6dB的信号抑制。

8.如果我在晶体的最大驱动电平规格上操作，会发生什么？

-在许多情况下，过度驱动晶体可能导致其频率和电阻变化到一个更高的值，这将意味着晶体电特性的改变。因此，活动量有时会出现下降。它也可能导致一个破碎的晶片，由于太大的功率过度驱动的时间间隔太长。表2描述了高驱动功率时频率移位的常见现象。

9.什么是活动下降，我需要担心它们吗？

-活性下降是晶体在其工作温度范围内频率或电阻不连续性的症状。有时它也被称为“非线性”。根据实际的电路实现，不同的电路设计可以容忍不同程度的晶体活度下降。

10.为什么HC-49S晶体的拉力不如HC-49U晶体大？
-晶体的拉伸能力通常与晶体毛坯上形成的电极尺寸有关。更大尺寸的晶坯当然可以容纳更大的电极。HC-49S毛坯尺寸比HC-49U小。当晶体与振荡电路中给定的负载电容串联时，较大的电极通常提供更宽的频率牵引范围。
11.什么是微调灵敏度(T.S .)？

-微调灵敏度是由于负载电容的增量变化而导致晶体频率的增量变化。通常用ppm/pF表示。微调灵敏度的典型数学近似表明T.S.随CL的变化而变化:T.S.= C1 / [2 (Co+CL)]
12.AT切割和AT-strip切割有什么区别？

-有关AT-Cut的解释，请参阅常见问题6。AT-strip cut通常是指具有AT-Cut角的矩形晶坯。

13.水晶和条形谐振器两者的区别是什么？

-条形谐振器是一种晶体，其中使用并安装at条切割空白。条形谐振器的电学特性比利用圆坯的晶体更为复杂。在条形谐振器的设计中需要更多的技巧和注意事项，以达到期望的电气特性。

14.晶体单元的运动电容和并联电容是什么？

-运动电容(C1):它是位于理想晶体等效电路模型的动(串联)臂上的电容。

并联电容(C0):它是晶体电极之间的静态电容，加上安装系统的杂散电容。

15.什么是负载电容(CL)？
-晶体的功能是放置在振荡电路中工作，以产生所需的振荡频率。当晶体处于振荡电路中时，它会在晶体的两端引线处看到“负载电容”。这种负载电容是出现在晶体上或呈现在晶体上的整个振荡电路的等效电容效应。因此，晶体的标称规格频率通常定义为FL，它代表给定电容值下的“负载谐振频率”。该电容值反映了晶体在实际振荡电路中放置和工作时呈现给晶体的实际“负载电容”。负载电容数为0的晶体，其谐振频率为Fr，即串联谐振频率

16.石英晶体单元的压电特性是什么？
-石英是一种具有压电特性的器件。石英晶体的压电特性简述如下:如果压电石英晶体在相反的表面上镀有电极，如果在这些电极之间施加电势，就会对晶体内的束缚电荷施加力。如果晶体安装得当，晶体内部就会发生变形，并形成一个机电系统，在适当的激励下，该系统将以谐振频率振动。
如果您有进一步的技术问题，请与我们联系！

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