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          石英晶体特性

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          石英是一种压电材料,其主要成份为二氧化硅(SiO2),以固体晶体状态存在,它具 有非常稳定的压电效应。特别是被加工成晶体元件用在电路中时有极高的稳定频率,它 的振荡模式和角度方位决定着晶体等效电路参数、频率、温度特性等特性。

          Cut Vibration Frequency Range Frequency Fomula Capacitance Ratio
          Mode (kHz) (kHz) (typ)
          AT Fundamental 800~50000 F=1670×1/t 220
          AT 3rd Overtone 24000~125000 F=1670×3×1/t 3 2 ×250
          AT 5rd Overtone 50000~200000 F=1670×5×1/t 5 2 ×250
          AT 7rd Overtone 100000~225000 F=1670×7×1/t 7 2 ×250
          AT 9rd Overtone 150000~230000 F=1670×9×1/t 9 2 ×250
          BT Fundamental 2000~35000 F=2560×1/t 650

          NOTE : t : thickness , mode of vibration : thickness shear

          · 等效电路

          如下图所示,在谐振频率附近,晶体的等效电路由下列参数动态电感L1,动态电容 C1及串联支路中描述晶体机械振动的串联电阻R1和由支架杂散电容与两平行电极之间的静电容之和所构成的静态电容C0来描述。

          · 振荡电路之等效回路

          其实晶体在振荡电路上被视为一感抗:如下图,要想使振荡电路在小功率下便于起 振,最好的方法就是增加振荡电路的负电阻值R,如果振荡电路的负电阻值不足,那将会使晶体谐振电阻过大,导致晶体起振条件差,因此振荡电路在设计时需要使负性阻抗值大于 谐振电阻的5倍以上,最好是要大于10倍。

          · 频率温度特性

          晶体的温度特性就是是晶体谐振频率在温度变化时的稳定性,及变化量,其特性是由振荡模式、晶片切角、晶片的尺寸以及在晶片加工过程中所形成的晶片形象(形状和表面质量)等因素决定的。

          图 A :显示的是 A T度切变模式的晶体频率-温度特性。

          图 B :显示的是 B T度切变模式的晶体频率-温度特性。

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