石英晶體振蕩器你不知道的屬性
來源：http://www.lbfp.com.cn 作者：yijindz 2013年07月18
石英晶體振蕩器在20世紀20年代初就被推出上市,這種振蕩器是一種能量轉換裝置將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能,電路叫做振蕩電路.體積一般很大比如44*30*24cm使用電源220V和某種機器一樣,一般適用于醫療,石油化工,環境監測等等.然而在電子元器件壓電頻率晶振這類中也有振蕩器,這類振蕩器是利用壓電效應的石英晶體片制成,這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動,當交變電場的頻率與石英晶體固有頻率相同時振動變得很強烈這就是晶體諧振特性的反應.這種振蕩器大都是貼片型號體積很小單位都是用毫米來計算常用體積有7.0*5.0*1.3mm,5.0*3.2*1.3mm,3.2*2.5*1.3mm電壓一般用2.8V,3.3V和到5.0V,記得前段時間有個客戶A找到億金電子業務員詢問一款振蕩器,接起電話很熱情的和以往一樣開始問客戶A要什么產品,尺寸規格頻率什么的,通過談話知道了客戶A的頻率和幾個腳最后說到尺寸時我停頓了大概5秒,為什么呢?對方說要尺寸40*26cm的振蕩器我心想哪有這么大尺寸的oscillator,后來我反問對方你要的是不是晶振阿,客戶A才說哦我要OSC是大型設備那種.有時客戶可能是正在研發某個產品只知道振蕩器三個詞卻沒過多了解其中的特性.
壓電頻率元器件中的晶體振蕩器,其作用在于產生原始的時鐘頻率,這個頻率經過頻率發生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率.比如我們在夏天依賴的空調利用壓電效應,即在晶片兩極外加電壓石英晶振就會產生變形.反之,如果外力使石英晶片變形則在兩極上金屬片又會產生電壓.若加上適當的交變電壓,晶體便會產生諧振.當所加的交變電壓頻率恰為晶體自然諧振頻率時其振幅最大.石英晶振由于具有體積小,穩定性好等特點已廣泛應用丁空調器微電腦芯片時鐘電路中.石英晶體諧振器的開發和利用,拓寬了電子技術的應用領域,高精尖電子設備中的振蕩器幾乎都采用石英晶體振蕩器..jpg)
石英晶體是硅石的一種,天然和人工制造的石英晶體都是六角椎體,具有各向異性的物理特性.按其自然形狀有三個對稱軸,電軸X,機械軸Y,光軸Z.石英晶體諧振器中的各種晶片,就是按與各軸不同角度,切割成正方形,長方形,圓形,或棒形薄片.不同切片的晶片振動形式不同,性能不同.為了把石英晶體切片接入電路必須將晶片裝置在支架上,并引出接線然后封裝在真空玻璃外殼或金屬外殼內.當在某一切型晶片兩面沿某一方向施加機械壓力.受力的兩面上就產生等量異號電荷,其值與機械壓力所產生的形變成正比,若機械力是張力,則兩表面產生的電荷符號與壓力時相反,這種效應稱為正壓電效應；在晶片兩面加上電壓后,便產生機械形變,晶片將伸縮,彎曲,切變,扭轉等,這種效應稱反壓電效應.泛音晶體一塊一定尺寸和形狀的晶片,既可以在基頻上諧振,也可以在更高的基頻奇次諧頻上產生諧頻諧振.通常把利用石英晶片的基頻諧振稱為基頻諧振器；利用石英晶片的諧頻諧振稱為泛音諧振器.用于高頻的Quartz Crystal,一般采用厚度切變的振動型式,其諧振頻率與厚度成反比,頻率越高,厚度越薄,機械強度越差.利用石英晶振的泛音型工作,就是用其基頻的奇次諧頻電壓激勵,產生壓電諧振現象.采用泛音晶體,可不減小晶片厚度,而得到頻率很高且穩定的諧振頻率.目前已有數十次泛音晶體,振蕩頻率高達數百兆赫.理論上,同一晶體在基頻和奇次諧頻上都可激勵,但在實際制作中,專門根據用途制作基頻或泛音石英晶體.它們的等效電路相同,而參數不同在串聯,并聯型電路上都可工作但振蕩頻率較高時,常用串聯振蕩型電路.
壓電頻率元器件中的晶體振蕩器,其作用在于產生原始的時鐘頻率,這個頻率經過頻率發生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率.比如我們在夏天依賴的空調利用壓電效應,即在晶片兩極外加電壓石英晶振就會產生變形.反之,如果外力使石英晶片變形則在兩極上金屬片又會產生電壓.若加上適當的交變電壓,晶體便會產生諧振.當所加的交變電壓頻率恰為晶體自然諧振頻率時其振幅最大.石英晶振由于具有體積小,穩定性好等特點已廣泛應用丁空調器微電腦芯片時鐘電路中.石英晶體諧振器的開發和利用,拓寬了電子技術的應用領域,高精尖電子設備中的振蕩器幾乎都采用石英晶體振蕩器.
石英晶體是硅石的一種,天然和人工制造的石英晶體都是六角椎體,具有各向異性的物理特性.按其自然形狀有三個對稱軸,電軸X,機械軸Y,光軸Z.石英晶體諧振器中的各種晶片,就是按與各軸不同角度,切割成正方形,長方形,圓形,或棒形薄片.不同切片的晶片振動形式不同,性能不同.為了把石英晶體切片接入電路必須將晶片裝置在支架上,并引出接線然后封裝在真空玻璃外殼或金屬外殼內.當在某一切型晶片兩面沿某一方向施加機械壓力.受力的兩面上就產生等量異號電荷,其值與機械壓力所產生的形變成正比,若機械力是張力,則兩表面產生的電荷符號與壓力時相反,這種效應稱為正壓電效應；在晶片兩面加上電壓后,便產生機械形變,晶片將伸縮,彎曲,切變,扭轉等,這種效應稱反壓電效應.泛音晶體一塊一定尺寸和形狀的晶片,既可以在基頻上諧振,也可以在更高的基頻奇次諧頻上產生諧頻諧振.通常把利用石英晶片的基頻諧振稱為基頻諧振器；利用石英晶片的諧頻諧振稱為泛音諧振器.用于高頻的Quartz Crystal,一般采用厚度切變的振動型式,其諧振頻率與厚度成反比,頻率越高,厚度越薄,機械強度越差.利用石英晶振的泛音型工作,就是用其基頻的奇次諧頻電壓激勵,產生壓電諧振現象.采用泛音晶體,可不減小晶片厚度,而得到頻率很高且穩定的諧振頻率.目前已有數十次泛音晶體,振蕩頻率高達數百兆赫.理論上,同一晶體在基頻和奇次諧頻上都可激勵,但在實際制作中,專門根據用途制作基頻或泛音石英晶體.它們的等效電路相同,而參數不同在串聯,并聯型電路上都可工作但振蕩頻率較高時,常用串聯振蕩型電路.
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