Oscilent Crystal關(guān)于石英晶體的應用說明
來源：http://www.element79mechanical.com 作者：yijin 2023年10月17
1.訂購水晶時需要提供哪些基本信息？
-通常我們要求客戶提供標稱頻率、切割角度類型(AT/BT)、夾具或封裝類型、電阻(ESR)、頻率容差、 頻率穩(wěn)定性、負載電容、工作溫度范圍、驅(qū)動功率、老化等?？蛻粢部梢栽谟嗀洉r指定其他具體規(guī)格或要求。
2. 頻率容限和頻率穩(wěn)定性的主要區(qū)別是什么?
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-晶體的拉伸能力通常與晶體毛坯上形成的電極尺寸有關(guān)。更大尺寸的晶坯當然可以容納更大的電極。HC-49S毛坯尺寸比HC-49U小。當晶體與振蕩電路中給定的負載電容串聯(lián)時，較大的電極通常提供更寬的頻率牽引范圍。
11.什么是微調(diào)靈敏度(T.S .)？
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-晶體的功能是放置在振蕩電路中工作，以產(chǎn)生所需的振蕩頻率。當晶體處于振蕩電路中時，它會在晶體的兩端引線處看到“負載電容”。這種負載電容是出現(xiàn)在晶體上或呈現(xiàn)在晶體上的整個振蕩電路的等效電容效應。因此，晶體的標稱規(guī)格頻率通常定義為FL，它代表給定電容值下的“負載諧振頻率”。該電容值反映了晶體在實際振蕩電路中放置和工作時呈現(xiàn)給晶體的實際“負載電容”。負載電容數(shù)為0的晶體，其諧振頻率為Fr，即串聯(lián)諧振頻率
-通常我們要求客戶提供標稱頻率、切割角度類型(AT/BT)、夾具或封裝類型、電阻(ESR)、頻率容差、 頻率穩(wěn)定性、負載電容、工作溫度范圍、驅(qū)動功率、老化等?？蛻粢部梢栽谟嗀洉r指定其他具體規(guī)格或要求。
2. 頻率容限和頻率穩(wěn)定性的主要區(qū)別是什么?
-有時“參考”頻率可指標稱(規(guī)格)頻率，如果客戶有這樣的規(guī)定。頻率穩(wěn)定性通常以百萬分之一(ppm)表示。晶體的頻率公差定義為在特定溫度下(通常為+25°C(-2°C))與標稱(規(guī)格)頻率的最大允許頻率偏差，單位為ppm。
3.當晶體不在規(guī)范中規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作時，它的性能會發(fā)生什么變化?
-晶體性能會受到影響。我們強烈建議不要這樣做。它會導致晶體的頻率漂移。更糟糕的情況是可能導致客戶電路故障。
4. 什么是AT或BT削減?
-晶體的“頻率穩(wěn)定性”主要是由于石英棒以一定的預先定向角度切割成晶圓所致。今天最流行和廣泛使用的是AT-Cut。AT切割的切割角度約為35X15'，z軸在負y軸方向，與在Y軸正方向上與Z軸成-45度角 BT-cut。為了便于理解，兩者的圖形切割如下所示。一般來說，BT切割毛坯比AT切割毛坯厚，所以更高的頻率可以 使用BT切割實現(xiàn)。AT-cut和BT-cut的一個主要區(qū)別是頻率穩(wěn)定特性，另請參考兩個切口的溫度系數(shù)曲線表1。
5.什么是可拉性？
-晶體的可拉性是測量頻率變化作為負載電容的函數(shù)。電路設(shè)計者可以通過改變或改變晶體的負載電容來實現(xiàn)一個工作頻率范圍。工作頻率范圍由晶體在給定(變化的)負載電容范圍內(nèi)的拉出能力決定。
-晶體的可拉性是測量頻率變化作為負載電容的函數(shù)。電路設(shè)計者可以通過改變或改變晶體的負載電容來實現(xiàn)一個工作頻率范圍。工作頻率范圍由晶體在給定(變化的)負載電容范圍內(nèi)的拉出能力決定。
6.什么是雜散頻率？
-晶體可以在與它的基頻和泛音頻率無關(guān)的頻率上振動。這種不需要的頻率被稱為雜散頻率。在晶體設(shè)計和制造階段，可以通過改變晶片尺寸、電極圖案設(shè)計和調(diào)整晶片上的金屬化程度來抑制雜散頻率的影響。
7.雜散頻率會有什么影響？
-當雜散模式的信號電平與主模式一樣強時，振蕩器可以工作在雜散模式而不是主模式上。這種現(xiàn)象被稱為模式跳變。雜散模式通常定義為電阻比或?qū)χ髂Ｊ降膁B抑制。為了避免大多數(shù)振蕩器的模式跳變，需要與主模式的電阻比為1.5或2.0。這大約相當于主模式上-3dB到-6dB的信號抑制。
-當雜散模式的信號電平與主模式一樣強時，振蕩器可以工作在雜散模式而不是主模式上。這種現(xiàn)象被稱為模式跳變。雜散模式通常定義為電阻比或?qū)χ髂Ｊ降膁B抑制。為了避免大多數(shù)振蕩器的模式跳變，需要與主模式的電阻比為1.5或2.0。這大約相當于主模式上-3dB到-6dB的信號抑制。
8.如果我在晶體的最大驅(qū)動電平規(guī)格上操作，會發(fā)生什么？
-在許多情況下，過度驅(qū)動晶體可能導致其頻率和電阻變化到一個更高的值，這將意味著晶體電特性的改變。因此，活動量有時會出現(xiàn)下降。它也可能導致一個破碎的晶片，由于太大的功率過度驅(qū)動的時間間隔太長。表2描述了高驅(qū)動功率時頻率移位的常見現(xiàn)象。
9.什么是活動下降，我需要擔心它們嗎？
10.為什么HC-49S晶體的拉力不如HC-49U晶體大？
-活性下降是晶體在其工作溫度范圍內(nèi)頻率或電阻不連續(xù)性的癥狀。有時它也被稱為“非線性”。根據(jù)實際的電路實現(xiàn)，不同的電路設(shè)計可以容忍不同程度的晶體活度下降。
-晶體的拉伸能力通常與晶體毛坯上形成的電極尺寸有關(guān)。更大尺寸的晶坯當然可以容納更大的電極。HC-49S毛坯尺寸比HC-49U小。當晶體與振蕩電路中給定的負載電容串聯(lián)時，較大的電極通常提供更寬的頻率牽引范圍。
11.什么是微調(diào)靈敏度(T.S .)？
-微調(diào)靈敏度是由于負載電容的增量變化而導致晶體頻率的增量變化。通常用ppm/pF表示。微調(diào)靈敏度的典型數(shù)學近似表明T.S.隨CL的變化而變化:T.S.= C1 / [2 (Co+CL)]
12.AT切割和AT-strip切割有什么區(qū)別？
12.AT切割和AT-strip切割有什么區(qū)別？
-有關(guān)AT-Cut的解釋，請參閱常見問題6。AT-strip cut通常是指具有AT-Cut角的矩形晶坯。
13.水晶和條形諧振器兩者的區(qū)別是什么？
15.什么是負載電容(CL)？
-條形諧振器是一種晶體，其中使用并安裝at條切割空白。條形諧振器的電學特性比利用圓坯的晶體更為復雜。在條形諧振器的設(shè)計中需要更多的技巧和注意事項，以達到期望的電氣特性。
14.晶體單元的運動電容和并聯(lián)電容是什么？
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-運動電容(C1):它是位于理想晶體等效電路模型的動(串聯(lián))臂上的電容。
并聯(lián)電容(C0):它是晶體電極之間的靜態(tài)電容，加上安裝系統(tǒng)的雜散電容。
-晶體的功能是放置在振蕩電路中工作，以產(chǎn)生所需的振蕩頻率。當晶體處于振蕩電路中時，它會在晶體的兩端引線處看到“負載電容”。這種負載電容是出現(xiàn)在晶體上或呈現(xiàn)在晶體上的整個振蕩電路的等效電容效應。因此，晶體的標稱規(guī)格頻率通常定義為FL，它代表給定電容值下的“負載諧振頻率”。該電容值反映了晶體在實際振蕩電路中放置和工作時呈現(xiàn)給晶體的實際“負載電容”。負載電容數(shù)為0的晶體，其諧振頻率為Fr，即串聯(lián)諧振頻率
16.石英晶體單元的壓電特性是什么？
-石英是一種具有壓電特性的器件。石英晶體的壓電特性簡述如下:如果壓電石英晶體在相反的表面上鍍有電極，如果在這些電極之間施加電勢，就會對晶體內(nèi)的束縛電荷施加力。如果晶體安裝得當，晶體內(nèi)部就會發(fā)生變形，并形成一個機電系統(tǒng)，在適當?shù)募钕?，該系統(tǒng)將以諧振頻率振動。
如果您有進一步的技術(shù)問題，請與我們聯(lián)系！
-石英是一種具有壓電特性的器件。石英晶體的壓電特性簡述如下:如果壓電石英晶體在相反的表面上鍍有電極，如果在這些電極之間施加電勢，就會對晶體內(nèi)的束縛電荷施加力。如果晶體安裝得當，晶體內(nèi)部就會發(fā)生變形，并形成一個機電系統(tǒng)，在適當?shù)募钕?，該系統(tǒng)將以諧振頻率振動。
如果您有進一步的技術(shù)問題，請與我們聯(lián)系！
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