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  • 石英晶振的基本作用原理
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  石英晶体本身不是振荡器。它只能通过主动激励和被动电抗网络来振荡。SPXO主要由高质量因数的晶振(晶体振荡器)和反馈振荡电路组成。石英晶体振荡器是振荡器的重要组成部分。晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于晶体的切割方向。石英晶体谐振器的基本结构、封装及等效电路。只要在晶体振子极板上施加交流电压,晶片就会产生机械变形和振动,称为逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,会发生压电谐振,导致机械变形幅度的突然增大。

 

  石英晶振的基本作用原理

 

  石英晶振(石英晶体振荡器)是由石英晶体(二氧化硅的产物)的压电效应构成的一种谐振器件。它的基本木材结构大致如下:从石英晶体中按一对一的方位(称为晶圆)切割薄片(称为晶圆),可以是正方形和正方形。石英晶体谐振器是由矩形或圆形组成,在其两个相应的表面上涂有银层作为电极,并在每个电极上焊接一根引线以连接到管脚。所述封装壳被添加以形成石英晶体谐振器,简称石英晶体或晶体和晶体振荡器。它的产品通常用金属外壳封装,也可以用玻璃外壳、陶瓷或塑料包装。

 

  压电效应

 

  如果在石英晶体的两个电极上施加电场,晶片就会发生机械变形。相反,如果在晶圆的两侧施加机械压力,则会在晶圆的相应方向上产生电场。这种物理现象叫做压电效应。如果在晶圆的两极施加交流电压,晶圆将产生机械振动,晶圆的机械振动将产生交变电场。一般来说,晶片的机械振动和交变电场的振幅很小,但当施加交变电压的频率为一定值时,其振幅明显增大,远大于其它频率。这种现象称为压电谐振,与LC电路的谐振现象非常相似。其谐振频率与晶片的切削方式、几何结构和尺寸有关。

 

  石英晶体振荡器的操作

 

  石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。当晶体不振荡时,可将其视为称为静电电容器C的扁平电容器。其大小与晶圆的几何形状和电极的面积有关。一般来说,它大约是几个pfs到几十个pfs。当晶体振荡时。机械振动的惯性可以等效于电感L,一般来说,L的值是几十mH到几百mH。晶圆的弹性相当于电容c,c值很小,一般只有0.0002-0.1pf。晶圆振动过程中的摩擦损失相当于r,其数量约为100。由于晶片的等效电感很大,而c很小,r也很小,所以电路的品质因数q很大,高达1000-10000。另外,晶片本身的谐振频率基极只与晶片的切割方式、几何结构和尺寸有关,而且可以精确制作。因此,由石英振荡器组成的振荡电路可以达到高频稳定。

 

  石英振荡器的优点

 

  随着电视技术的发展,500kHz或503kHz的晶体振荡器已成为彩色电视线场电路的振荡器源。采用1/3分频法得到了15625Hz的线频,大大提高了线频的稳定性和可靠性。晶体振荡器价格便宜,易于更换。

 

  在通信系统产品中,石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现,也得到了更快的发展。许多高性能石英晶体振荡器主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等领域。

 

 



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