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      一文了解石英晶體振蕩器的構成及作用

      2018年11月16日 11:06 作者:工程師之余 用戶評論(0

      石英晶體振蕩器就是我們俗稱的晶振,是一種由石英晶體(二氧化硅晶體)的壓電效應制成的諧振器件。 其基本結構如下:在一定方位角(稱為晶圓,可以是方形,矩形或圓形)切片一塊石英晶體,并將其涂在兩個相應的表面上。 銀層作為電極,每個電極上焊接一根引線連接到引腳,并加入封裝殼體,形成石英晶體諧振器,簡稱石英晶體或晶體,簡稱晶體振蕩器。 由IC構成的振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。 其產品通常包裝在金屬外殼中,也可以包裝在玻璃外殼,陶瓷或塑料中。

      石英晶體振蕩器的構成

      石英晶振蕩器體是一種各向異性晶體。 它由以特定方位角切割的薄片制成,然后在晶片的相應表面上涂有銀。 安裝一對金屬塊作為極板,構成石英晶體振蕩器。 石英晶體可用作振蕩電路的原因在于其壓電效應。 當在晶片外部的兩個板之間添加電場時,晶體將產生機械變形; 相反,當在板之間施加機械力時,將在晶體中產生電場。 這種現象稱為壓電效應。

      壓電效應

      如果將電場添加到石英晶體的兩個電極,則晶片將經歷機械變形。相反,如果在晶片的兩側施加機械壓力,則將在晶片的相應方向上產生電場。這種物理現象稱為壓電效應。如果將交流電壓施加到晶片的兩個極,則晶片將產生機械振動,并且晶片的機械振動將產生交變電場。一般來說,晶片的機械振動和交變電場的幅度很小,但當施加的交流電壓的頻率為一定值時,振幅明顯增大,遠大于其他頻率。這種現象稱為壓電諧振,這與LC電路的諧振現象非常相似。其共振頻率與切割模式,晶片的幾何形狀和尺寸有關。

      石英晶體振蕩器的作用

      石英晶體振蕩器廣泛用于系統頻率源、導航以及其它通訊領域的普通石英晶體振蕩器(PXO),工作頻率范圍在1MHz至150MHz之間,頻率穩定度為±25ppm,±50ppm和±100ppm,輸出上升和下降時間為5ns,老化率為±5ppm/年。

      還有主要用于移動電話、筆記本電腦、PHS、GPS設備和其它無線通信設備的SMD晶體振蕩器(PXO)和SMD壓控/溫補晶體振蕩器(VCXO/TCXO/VCTCXO),其PXO和VCXO型SMD晶振輸出邏輯與HCMOS/TTL兼容,因而提高了器件的適應性和設計的靈活性。用于手機的SMD晶振主要特點有高精度、高穩定度和小尺寸,精度高達±5ppm,同時采用的晶片色澤白皙同時具有低腐蝕性、不易起振,質量很穩定,尺寸規格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。

      頻率標準、通訊、電子儀表、測試裝置、精密計量等領域的高精度高穩定度石英晶體振蕩器,可根據長期頻率穩定度不同分為TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪聲晶體振蕩器)等類型。

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      ( 發表人:鄧家樂 )

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