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(chǎn)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(chǎn)生機械變形 ; 相反,當在板之間施加機械力時,將在晶體中產(chǎn)生電場。 這種現(xiàn)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(jīng)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(chǎn)生電場。這種物理現(xiàn)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(chǎn)生機械振動,并且晶片的機械振動將產(chǎn)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(xiàn)象稱為壓電諧振,這與 LC 電路的諧振現(xiàn)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(tǒng)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(wěn)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(wěn)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(zhì)量很穩(wěn)定,尺寸規(guī)格有 7 × 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(wěn)定度石英晶體振蕩器,可根據(jù)長期頻率穩(wěn)定度不同分為TCXO、OCXO
(低噪聲晶體振蕩器)等類型。
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