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石英晶振示意符號(hào)

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2019-07-23 11:16:58【大中小】

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石英晶振的優(yōu)點(diǎn)是,它的彈性常數(shù)和尺寸的變化使得頻率對(duì)溫度的依賴性非常低.具體特征取決于振動(dòng)模式和石英切割的角度(相對(duì)于其晶軸).因此,取決于其尺寸的板的共振頻率變化不大.這意味著石英鐘,濾波器或振蕩器保持精確.對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用,石英振蕩器安裝在溫控容器中,稱為晶體爐,也可以安裝在減震器上,以防止外部機(jī)械振動(dòng)的擾動(dòng).

造型

電氣模型

石英晶體可以被建模為具有緊密間隔的低阻抗(串聯(lián))和高阻抗(并聯(lián))諧振點(diǎn)的電網(wǎng)絡(luò).數(shù)學(xué)上(使用拉普拉斯變換),該網(wǎng)絡(luò)的阻抗可以寫(xiě)成:

石英晶振示意符號(hào)

或者

其中s是復(fù)數(shù)頻率(),是串聯(lián)諧振角頻率,是并聯(lián)諧振角頻率.

振蕩器中壓電石英晶振的示意符號(hào)和等效電路

在晶體上增加電容會(huì)導(dǎo)致(并聯(lián))諧振頻率降低.在晶體上增加電感會(huì)導(dǎo)致(并聯(lián))諧振頻率增加.這些效應(yīng)可以用來(lái)調(diào)節(jié)晶體振蕩的頻率.晶體制造商通常切割和修整晶體,使其具有特定的諧振頻率,并在晶體中添加已知的"負(fù)載"電容.例如,當(dāng)一個(gè)6.0pF電容置于其上時(shí),用于6pF負(fù)載的晶體具有其指定的并聯(lián)諧振頻率.沒(méi)有負(fù)載電容,諧振頻率更高.共振模式石英晶體提供串聯(lián)和并聯(lián)共振.串聯(lián)諧振比并聯(lián)諧振低幾千赫茲.低于30MHz的晶體通常在串聯(lián)和并聯(lián)諧振之間工作,這意味著晶體在工作中表現(xiàn)為感抗,該電感形成具有外部連接并聯(lián)電容的并聯(lián)諧振電路.任何與晶體并聯(lián)的小電容都會(huì)降低頻率.此外,可以通過(guò)增加與晶體串聯(lián)的電容器來(lái)降低晶體的有效感抗.后一種技術(shù)可以提供一種在窄范圍內(nèi)微調(diào)振蕩頻率的有用方法;在這種情況下,插入與晶體串聯(lián)的電容會(huì)提高振蕩頻率.要使晶體以其規(guī)定的頻率工作,電子電路必須與晶體制造商規(guī)定的完全一致.請(qǐng)注意,這些點(diǎn)暗示了這個(gè)頻率范圍內(nèi)石英晶體振蕩器的微妙之處:晶體通常不會(huì)精確地在其任何一個(gè)諧振頻率下振蕩.

30MHz以上(高達(dá)>200MHz)的晶體通常在串聯(lián)諧振下工作,此時(shí)阻抗最小,等于串聯(lián)電阻.對(duì)于這些晶體,指定串聯(lián)電阻(<100ω),而不是并聯(lián)電容.為了達(dá)到更高的頻率,可以使晶體以其泛音模式之一振動(dòng),泛音模式出現(xiàn)在基頻諧振頻率的倍數(shù)附近.僅使用奇數(shù)泛音.這種晶體被稱為第三,第五甚至第七泛音晶體.為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),振蕩器電路通常包括附加的LC電路來(lái)選擇所需的泛音.溫度效應(yīng)晶體的頻率特性取決于晶體的形狀或"切割".音叉晶振通常被切割成其頻率對(duì)溫度的依賴性是最大值在25℃左右的二次曲線.這意味著音叉晶體振蕩器在室溫下諧振接近其目標(biāo)頻率,但是當(dāng)溫度從室溫升高或降低時(shí)會(huì)變慢.32千赫音叉晶體的公共拋物線系數(shù)為0.04ppm/°C:

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