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石英晶体振荡器你不知道的属性

来源：http://www.yijindz.com 作者：yijindz 2013年07月18

石英晶体振荡器在20世纪20年代初就被推出上市,这种振荡器是一种能量转换装置将直流电能转换为具有一定频率的交流电能,电路叫做振荡电路.体积一般很大比如44*30*24cm使用电源220V和某种机器一样,一般适用于医疗,石油化工,环境监测等等.然而在电子元器件压电频率晶振这类中也有振荡器,这类振荡器是利用压电效应的石英晶体片制成,这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动,当交变电场的频率与石英晶体固有频率相同时振动变得很强烈这就是晶体谐振特性的反应.这种振荡器大都是贴片型号体积很小单位都是用毫米来计算常用体积有7.0*5.0*1.3mm,5.0*3.2*1.3mm,3.2*2.5*1.3mm电压一般用2.8V,3.3V和到5.0V,记得前段时间有个客户A找到亿金电子业务员询问一款振荡器,接起电话很热情的和以往一样开始问客户A要什么产品,尺寸规格频率什么的,通过谈话知道了客户A的频率和几个脚最后说到尺寸时我停顿了大概5秒,为什么呢?对方说要尺寸40*26cm的振荡器我心想哪有这么大尺寸的oscillator,后来我反问对方你要的是不是晶振阿,客户A才说哦我要OSC是大型设备那种.有时客户可能是正在研发某个产品只知道振荡器三个词却没过多了解其中的特性.
压电频率元器件中的晶体振荡器,其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率.比如我们在夏天依赖的空调利用压电效应,即在晶片两极外加电压石英晶振就会产生变形.反之,如果外力使石英晶片变形则在两极上金属片又会产生电压.若加上适当的交变电压,晶体便会产生谐振.当所加的交变电压频率恰为晶体自然谐振频率时其振幅最大.石英晶振由于具有体积小,稳定性好等特点已广泛应用丁空调器微电脑芯片时钟电路中.石英晶体谐振器的开发和利用,拓宽了电子技术的应用领域,高精尖电子设备中的振荡器几乎都采用石英晶体振荡器.

石英晶体是硅石的一种,天然和人工制造的石英晶体都是六角椎体,具有各向异性的物理特性.按其自然形状有三个对称轴,电轴X,机械轴Y,光轴Z.石英晶体谐振器中的各种晶片,就是按与各轴不同角度,切割成正方形,长方形,圆形,或棒形薄片.不同切片的晶片振动形式不同,性能不同.为了把石英晶体切片接入电路必须将晶片装置在支架上,并引出接线然后封装在真空玻璃外壳或金属外壳内.当在某一切型晶片两面沿某一方向施加机械压力.受力的两面上就产生等量异号电荷,其值与机械压力所产生的形变成正比,若机械力是张力,则两表面产生的电荷符号与压力时相反,这种效应称为正压电效应；在晶片两面加上电压后,便产生机械形变,晶片将伸缩,弯曲,切变,扭转等,这种效应称反压电效应.泛音晶体一块一定尺寸和形状的晶片,既可以在基频上谐振,也可以在更高的基频奇次谐频上产生谐频谐振.通常把利用石英晶片的基频谐振称为基频谐振器；利用石英晶片的谐频谐振称为泛音谐振器.用于高频的Quartz Crystal,一般采用厚度切变的振动型式,其谐振频率与厚度成反比,频率越高,厚度越薄,机械强度越差.利用石英晶振的泛音型工作,就是用其基频的奇次谐频电压激励,产生压电谐振现象.采用泛音晶体,可不减小晶片厚度,而得到频率很高且稳定的谐振频率.目前已有数十次泛音晶体,振荡频率高达数百兆赫.理论上,同一晶体在基频和奇次谐频上都可激励,但在实际制作中,专门根据用途制作基频或泛音石英晶体.它们的等效电路相同,而参数不同在串联,并联型电路上都可工作但振荡频率较高时,常用串联振荡型电路.

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