晶體諧振器的工作原理
什么是石英
石英的化學成分為SiO2,晶體屬六方晶系的氧化物礦物,即低溫石英(a-石英),是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英(b-石英)。受壓或受熱能產生壓電效應。
石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應制成的一種諧振器件,它的基本構成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(常用晶片切型分為兩種 : AT切 和 BT切),在它的兩個對應面上鍍銀作為電極,在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
壓電效應:若在石英晶體的兩個電極上加上一電場,晶片就會產生機械變形。反之,若在晶片的兩側施加機械壓力,則在晶片相應的方向上將產生電場,這種物理現象稱為壓電效應。
如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時晶片的機械振動又會產生交變電場。
在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。
當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個皮法到幾十皮法。當晶體振蕩時,機械振動的慣性則可用電感L來等效。
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