石英晶体(晶振)的驱动功率和负性阻抗

下面给大家介绍的是石英晶体的驱动功率和负性阻抗的含义:
1.驱动功率( Drive Level )
石英晶体的驱动功率是指石英晶体共振子的消耗功率. 一般是以微瓦(microwatt)表示. 振荡线路的设计上必须提供适当的功率让石英晶体共振子开始起振并维持振荡. 石英晶体的振荡是属于物理上的高频机械振动, 振荡时的电气阻抗值约在10~100欧姆以下( 依频率范围及尺寸大小有差异). 振荡线路若提供过高的驱动功率, 会使石英晶体的非线性特性变化及石英/电极/接着材料的接口恶化, 进而造成振荡频率FL及等效阻抗R1的过度变化,造成电性不良。 石英晶体在长时期的过 阅读全文…

晶振频率的温度稳定性

石英频率因温度变化而改变,  这是因起于石英材料在各个坐标轴向的热膨胀系数不同,  当温度变化时,  各轴向晶格距产生些许变化. 当引用不同的切割角度时,  不同振荡模态的之变化也会不同.以AT切割角度的厚度剪切振荡模态的设计, 一般是采用摄氏25度作为参考温度点的频率来定义在工作环境温度范围内的频率变动的稳定性. 在定义这项频率对温度稳定性参数的同时, 也应该一同规范出相对应的工作环境温度范围(Operation Temperature Range)石英频率组件频率对温度稳定性的特性, 亦如同公称频率误差一样, 是以ppm或是以% 为计量单位. 组件的频率温度特性曲线与石英的切割角度, 振荡模态, 表面处理及外型尺寸都有很大的关系. 除此之外, 振荡线路上的负载电容(CL), 驱动功率(drive level)的特性, 也会影响到振荡线路输出频率对温度变化的稳定性.

晶振的共振频率

石英晶体共振子的共振有三组不同定义及特性的共振频率
(1) 串联谐振频率及并联谐振频率 ( fs , fp )           
(series resonance frequency and parallel resonance frequency)  
(2) 谐振频率及反谐振频率 ( fr , fa )          
(resonance frequency anti-resonance frequency)<br>           
(3) 最大电导频率及最小电导频率 ( fm , fn )
(maximum admittance frequency minimum admittance frequency).      
串联偕振频率及并联偕振频率,fs and fp是分别由电导(real  part of the admittance)最大和阻抗(real  part of the electric input impedance)最大时的频率.   
谐振频率及反谐振频率fr and fa, 分别是当电导等于零(纯电阻特性)的二个频率,在这个时候fr的阻抗为1 / Rr而fa的阻抗为1/ Ra;
在评估共振时的等效线路时串联谐振频率及并联谐振频率fs and fp是最重要的二个频率参数.

石英晶体(晶振)的振动模态

经由不同的石英切割角度及不同电极型状的电场效应, 石英芯片展现了各种不同的振动模态. 以经常产生的振动模态可以概分为扰曲模态(flexture mode), 伸缩模态(extension mode), 面剪切模态(face shear mode) 和 厚度剪切模态(thickness shear mode). 在实际状况中, 石英芯片并不是一定祇有单一种振动模态, 而可能有多种模态同时存在在一个石英芯片的振荡中, 经由适当的设计, 可以压制其它不希望产生的振动模态(unwanted mode), 来达到主要振动模态的最佳化.对于石英谐振器来讲,主要用的是厚度振动模式,采用AT cut.

石英晶体(晶振)的压电特性

    石英材料中的二氧化硅分子(SiO2) 在正常状态下, 其电偶极是互相平衡的电中性. 当我们在硅原子上方及氧原子下方分别给予正电场及负电场时, 空间系统为了维持电位平衡, 两个氧原子会相互排斥, 在氧原子下方形成一个感应正电场区域, 同时在硅原子上方产生感应负电场区域. 相反的情况, 当我们在硅原子上方及氧原子下方分别给予负电场及正电场时, 两个氧原子会相互靠近, 氧原子下方产生感应负电场,硅原子上方产生感应正电场.   阅读全文…

quartz material and frequency control products(石英晶体)

   Quartz, a kind of crystallized Silicon Dioxide, SiO2, 32 symmetry group of trigonal system , exhibits piezoelectric property, which is the operating base of the electromechanical products.
  With its intrinstic high Q-value, the quartz based resonator and oscillator are the most wildly adopted as the reference signal source in circuitry for frequency control applications.  Quartz 阅读全文…

石英谐振器(晶振)

      石英谐振器又叫压电晶体、石英晶体或晶振。他是利用石英所特有的压电效应所制成的。当在晶体振子板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。石英晶体就是利用了这个原理。它相当与一个振荡电路。但是石英谐振器具有较高的稳定性和很高的Q值。其一般的制作流程为: 阅读全文…

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