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AT切型圓片石英晶體元件的設計
一、晶片直徑的確定
首先要考慮所規定的晶振盒能容納石英片的最大尺寸,再設計滿足此條件的石英片直徑。石英片的直徑大小對石英晶體元件的活力和寄生振動有很大影響。AT切型的寄生振動主要包括xy’彎曲、y’面切變和xy’伸縮等三種振動。如果主振動頻率與上述三種振動之一的高次泛音頻率接近時,就出現強耦合作用,引起活力突變或頻率跳躍等現象。這種現象在AT切型石英晶振的低頻端及邊比Φ/t小的情況下容易出現。所以當Φ/<20時,就應該嚴格控制直徑Φ的尺寸。
AT切型圓形片的直徑大小與上述三種寄生振動頻率的關系式為:
式中:
Φ—晶片直徑(mm)；
n彎—xy’彎曲振動的泛音次數，取偶數；
n面—y’面切變振動的泛音次數，取奇數；
n伸—xy’伸縮振動的泛音次數，取正整數；
當n彎為偶數時，主振動與x y’彎曲振動有強耦合作用：n面取奇數時，主振動與y’面切變振動有強耦合作用；當n伸取正整數時，主振動與xy’伸縮振動有強耦合作用。因此(3.4.1)中所確定的有關直徑的數值在AT切型石英晶體諧振器晶片的設計中不能采用。
例如,設計HC-49/型4000KHz的AT切型石英片的直徑。
當f彎=f面=f伸=4000KHz時，用不同的泛音次數代入式(3.4.1)所得三組直徑,如表3.4.1所示,從表中看出。當Φ=8.48~8.68mm時,主振動可避開與上述三種寄生振動的耦合,再考慮所規定的石英晶體盒尺寸和基座組支架的尺寸,可以選取Φ8.65-0.05mm較好。通過上述方法所得結果還要經過試驗驗證。
表3.4.1三組直徑系列值
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