晶振頻譜和邊比及頻率溫度特性
不管是哪種頻率控制元器件,在購買時除了封裝尺寸,首要確定的就是頻率,而晶振也是依賴頻率振蕩而工作的,做為晶振銷售員的我,就經常遇到一些客戶,直接用頻點來詢價。由此可見,頻率對一顆石英晶體來說是多么的重要,因此,關于如何利用了晶振頻率,海外各大晶振廠家一起在致力研究。
長度在X軸向石英片的設計(邊比在10以下時),應該考慮的主振動模式是厚度切變振動和面切變振動等。關于這些,如以橫軸為邊比,把各振動模式的頻率變化畫成圖來表示,(模式圖)如圖3.6.2。
f—某一邊比下的頻率;f—邊比十分大的情況下的頻率;
w—石英片的寬度;t—石英片的厚度。
圖3.6.2長度在X軸向石英片的主振動模式圖
對于圖3.6.2中的情況,在兩種振動模式交點的邊比存在兩種模式的強烈耦合,為此就算是振動強也不穩定,應該避開這種邊比。為了確定邊比,除此之外,必須考慮頻率溫度特性。除上述交點邊比之外,還有兩種模式耦合(見圖3.6.3),因此石英晶振頻率溫度特牛性紊亂,存在一次溫度系數不等于“零”的邊比,見圖3.6.4。
f—某一邊比下的頻率;f—邊比十分大的情況下的頻率;w—石英片的寬度;
t—石英片的厚度,t=1670/f_khz (黑點的直徑與振動大小成正比)實驗值。
圖3.6.3長度在X軸向石英片的特性曲線
圖3.6.4長度在X軸向石英片的一次溫度系數實驗值
因此在決定邊比時,要在模式圖上考慮這兩點來設計石英晶體諧振器晶片,然后查出使在溫度范圍內CI死點的邊比,存在C1外點時,梢微變化一出邊比,試驗性地確定最終邊比,這種工藝是必要的。
在實際進行設計時,利用圖3.6.3和圖3.6.4決定邊比的大概值,但是要注意寬度尺寸不要超過外盒的尺寸。
從圖3.6.3以看出,圖3.6.2所小的厚度切變振動,無論在哪種邊比情況下都能得到,但是把圖3.6.3和圖3.6.4結合起來,就能在特別小的邊比范圍內得到穩定的厚度切變振動。換句話說,很明顯1次貼片晶振石英片溫度系數等于零的點不是連續存在的,而是以邊比大約為3、6、9那樣地周期性地出現,另外對于一次溫度系數隨邊比的變化為邊比越大,一次溫度系數變化越緩慢。
對于條片寬度的考慮:
(1)要考慮邊比的情況;
(2)寬度尺寸要在外盒內尺寸以內;
(3)為了得到較大的電極面積,要加大寬度尺寸。
綜上所述以及我們的實踐經驗,條片基本尺寸LxW為8×2,貼片晶體厚度由標稱頻率來確定,此外寬度為2mm對于每個頻率都是不盡相同引的,要通過大量實驗方能最后確定。
金洛鑫電子從事頻率元件制造與供應行業十幾年來,一直備受廣大客戶群體的信賴,為新老客戶打造一個方便快捷,性價比高,質量保證,環保無鉛,快速交付的高端石英晶振訂購環境。通過客戶回訪,可以發現用戶對我們的產品和服務都比較滿意,這也是我司發展前進的動力,承接進口晶振代理業務后,用戶也予以更高的支持。
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