石英晶體問答題
來源：http://www.benpai.com.cn 作者：金洛鑫電子 2019年02月26
一直以來石英晶體的需求量都非常大，每年消耗的晶體和振蕩器達到數(shù)億顆，國內(nèi)國外專門生產(chǎn)這種頻率元件的廠家數(shù)不勝數(shù)，比較知名的產(chǎn)地有臺灣，日本，美國，英國，德國，瑞士，韓國等地。這幾年石英晶體的研究成果獲得多項重大突破，首先是尺寸封裝方面，不少廠家已成功研發(fā)出1.0*0.8mm小型貼片晶振，而且性能穩(wěn)定。以下關(guān)于石英晶體諧振器的一些問答，相信通過這些問答，大家會晶體會有更進一步的了解和認識。
1.問：為什么HC-49S晶體不像HC-49U晶體那么多？
答：晶體的拉伸能力通常與在晶體坯料上形成的電極尺寸有關(guān)。更大尺寸的晶體坯料當然可以容納更大的電極。HC答：49S的空白尺寸小于HC答：49U。當晶體與振蕩電路中的給定負載電容串聯(lián)放置時，較大的頻率拉動范圍通常會提供更寬的頻率牽引范圍。
2. 問：什么是AT或BT Cuts？
答：晶體主要承載其“頻率穩(wěn)定性”特性，這是由于石英棒以一定的預(yù)定角度切割成晶體晶片的結(jié)果。今天最受歡迎和最廣泛使用的是AT-Cut。與Y軸答：45X相比，AT切割在Y軸負方向上與Z軸的切割角度約為35X15'。在BT切割的正Y軸方向上。為便于理解，兩個切口的圖形如下所示。
通常，BT切割坯料在相同頻率下比AT切割坯料厚，因此使用BT切割可以實現(xiàn)更高的頻率.AT切割和BT切割之間的一個主要差異是頻率穩(wěn)定性特性。另請參閱表1中兩個切口的溫度系數(shù)曲線。
3. 問：訂購水晶時需要提供哪些基本信息？
答：一般我們要求客戶提供諧振器標稱頻率，切割角度類型（AT/BT），支架或封裝類型，電阻（ESR），頻率容差，頻率穩(wěn)定性，負載電容，工作溫度范圍，驅(qū)動功率，老化，在下訂單時，客戶還可以指定其他特定規(guī)格或要求（如果有）。
4. 問：頻率容差和頻率穩(wěn)定性之間的主要區(qū)別是什么？
答：有時，“參考”頻率可以參考標稱（規(guī)格）頻率，如果客戶如此指定的話。頻率穩(wěn)定性通常以百萬分率（ppm）表示。石英晶振的頻率容差定義為在指定溫度下的標稱（規(guī)格）頻率的最大允許頻率偏差（ppm），通常為+25°C（答：2°C）。
5. 問：什么是拉力？
答：晶體的拉動能力是頻率變化的衡量標準，是負載電容的函數(shù)。電路設(shè)計人員可以通過改變或改變石英晶體的負載電容來實現(xiàn)工作頻率范圍。工作頻率范圍由晶體在負載電容的給定（變化）范圍內(nèi)的可拉性決定。
6. 問：當晶體不在規(guī)范中規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作時，晶體的性能會發(fā)生什么變化？
答：晶體性能會受到影響。我們強烈建議不要這樣做。它可能導(dǎo)致晶體頻率漂移。更糟糕的情況是它可能導(dǎo)致客戶電路故障。
7. 問：什么是寄生頻率？
答：石英晶體可能以與其基本頻率和泛音頻率無關(guān)的頻率振動。這種不需要的頻率被稱為雜散。通過改變晶體晶片尺寸，電極圖案設(shè)計和晶體晶片上金屬化的調(diào)整，可以在晶體設(shè)計和制造階段抑制寄生頻率的影響。
8. 問：如果我在最大驅(qū)動電平規(guī)格下操作晶體會怎樣？
答：在許多情況下，過驅(qū)動石英晶體諧振器可能導(dǎo)致其頻率和電阻變化到更高的值。這將意味著晶體電特性的變化。有時可能會發(fā)生活動下降。由于太長時間的電源過驅(qū)動，也可能導(dǎo)致晶片破裂。表2中描述了高驅(qū)動功率下頻移的常見現(xiàn)象。
9. 問：什么是活動下降，我需要擔(dān)心它們嗎？
答：活性下降是晶體在其工作溫度范圍內(nèi)頻率或電阻不連續(xù)的癥狀。有時它也被稱為“非線性”。根據(jù)實際電路實現(xiàn)，不同的電路設(shè)計可以容忍不同水平的晶體活動。驟降。
10. 問：什么是負載電容（CL）？
答：石英水晶振子通過其功能放置并工作在振蕩電路中，以產(chǎn)生所需的振蕩頻率。當晶體位于振蕩電路中時，它會在晶體的兩個端子引線處看到“負載電容”。這種負載電容是出現(xiàn)在晶體上或呈現(xiàn)在晶體上的整個振蕩電路的等效電容效應(yīng)。
因此，晶體的標稱規(guī)格頻率通常定義為FL，其代表給定電容值下的“負載諧振頻率”。該電容值是為了反映在晶體放置并在實際振蕩電路中工作時呈現(xiàn)給晶體的實際“負載電容”。具有零（0）負載電容數(shù)的晶體將其諧振頻率指定為Fr，串聯(lián)諧振頻率。
11. 問：什么是修剪靈敏度（T.S.）？
答：Trim靈敏度是晶體的增量頻率變化，用于負載電容的增量變化。它通常以ppm/pF表示。修剪靈敏度的典型數(shù)學(xué)近似顯示T.S.CL變化的變化：
T.S.=C1/[2（Co+CL）]
12. 問：寄生頻率會有什么影響？
答：當寄生模式的信號電平變得與主模式一樣強時，Oscillator可以在寄生模式而不是主模式下運行。這種現(xiàn)象稱為模式跳變。雜散模式通常定義為對主模式的電阻比或dB抑制。需要1.5或2.0的電阻比與主模式的電阻比以避免大多數(shù)振蕩器的模式跳變。這大約相當于主模式下-3dB至-6dB的信號抑制。
13. 問：晶體單元的運動和分流電容是多少？
答：-電容電容（C1）：
它是位于理想晶體等效電路模型的運動（串聯(lián)）臂中的電容。
-分流電容（C0）：
它是晶體電極之間的靜電電容，以及安裝系統(tǒng)的雜散電容。
14. 問：AT減少和ATstrip削減有什么區(qū)別？
答：有關(guān)AT-Cut的說明，請參閱常見問題解答第6號。條帶切割通常稱為具有AT切割角度的矩形水晶坯料。
15. 問：石英晶體單元的壓電特性是什么？
答：Quartz是一種承載壓電特性的器件。以下簡要說明石英晶體的壓電特性：
如果壓電石英晶體具有鍍在相對面上的電極，并且如果在這些電極之間施加電勢，則力將施加在晶體內(nèi)的束縛電荷上。如果晶振安裝正確，晶體內(nèi)會發(fā)生變形，并形成一個機電系統(tǒng)，當正確激勵時，它會以共振頻率振動。
16. 問：“晶體”和“條形諧振器”之間有什么區(qū)別？
答：條形諧振器是一種晶體，其中使用和安裝了AT條帶切割毛坯。條形諧振器的電氣特性比使用圓形毛坯的晶體更復(fù)雜。設(shè)計中需要更多的技巧和注意事項。條形諧振器以實現(xiàn)所需的電氣特性。
金洛鑫電子也是國內(nèi)名列前茅的晶振廠家，從事石英晶體的設(shè)計，開發(fā)，生產(chǎn)和銷售事業(yè)，主要做32.768K，49U，49S，陶瓷晶振，石英諧振器，圓柱晶振，貼片晶振等頻率控制元器件。十幾年前，憑借專業(yè)的知識和技術(shù)，為許多企業(yè)和工廠解決頻率元件難題，并提供合適的方案，是一家合格的石英水晶組件合作商。
1.問：為什么HC-49S晶體不像HC-49U晶體那么多？
答：晶體的拉伸能力通常與在晶體坯料上形成的電極尺寸有關(guān)。更大尺寸的晶體坯料當然可以容納更大的電極。HC答：49S的空白尺寸小于HC答：49U。當晶體與振蕩電路中的給定負載電容串聯(lián)放置時，較大的頻率拉動范圍通常會提供更寬的頻率牽引范圍。
2. 問：什么是AT或BT Cuts？
答：晶體主要承載其“頻率穩(wěn)定性”特性，這是由于石英棒以一定的預(yù)定角度切割成晶體晶片的結(jié)果。今天最受歡迎和最廣泛使用的是AT-Cut。與Y軸答：45X相比，AT切割在Y軸負方向上與Z軸的切割角度約為35X15'。在BT切割的正Y軸方向上。為便于理解，兩個切口的圖形如下所示。
通常，BT切割坯料在相同頻率下比AT切割坯料厚，因此使用BT切割可以實現(xiàn)更高的頻率.AT切割和BT切割之間的一個主要差異是頻率穩(wěn)定性特性。另請參閱表1中兩個切口的溫度系數(shù)曲線。
3. 問：訂購水晶時需要提供哪些基本信息？
答：一般我們要求客戶提供諧振器標稱頻率，切割角度類型（AT/BT），支架或封裝類型，電阻（ESR），頻率容差，頻率穩(wěn)定性，負載電容，工作溫度范圍，驅(qū)動功率，老化，在下訂單時，客戶還可以指定其他特定規(guī)格或要求（如果有）。
答：有時，“參考”頻率可以參考標稱（規(guī)格）頻率，如果客戶如此指定的話。頻率穩(wěn)定性通常以百萬分率（ppm）表示。石英晶振的頻率容差定義為在指定溫度下的標稱（規(guī)格）頻率的最大允許頻率偏差（ppm），通常為+25°C（答：2°C）。
5. 問：什么是拉力？
答：晶體的拉動能力是頻率變化的衡量標準，是負載電容的函數(shù)。電路設(shè)計人員可以通過改變或改變石英晶體的負載電容來實現(xiàn)工作頻率范圍。工作頻率范圍由晶體在負載電容的給定（變化）范圍內(nèi)的可拉性決定。
6. 問：當晶體不在規(guī)范中規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作時，晶體的性能會發(fā)生什么變化？
答：晶體性能會受到影響。我們強烈建議不要這樣做。它可能導(dǎo)致晶體頻率漂移。更糟糕的情況是它可能導(dǎo)致客戶電路故障。
7. 問：什么是寄生頻率？
答：石英晶體可能以與其基本頻率和泛音頻率無關(guān)的頻率振動。這種不需要的頻率被稱為雜散。通過改變晶體晶片尺寸，電極圖案設(shè)計和晶體晶片上金屬化的調(diào)整，可以在晶體設(shè)計和制造階段抑制寄生頻率的影響。
答：在許多情況下，過驅(qū)動石英晶體諧振器可能導(dǎo)致其頻率和電阻變化到更高的值。這將意味著晶體電特性的變化。有時可能會發(fā)生活動下降。由于太長時間的電源過驅(qū)動，也可能導(dǎo)致晶片破裂。表2中描述了高驅(qū)動功率下頻移的常見現(xiàn)象。
答：活性下降是晶體在其工作溫度范圍內(nèi)頻率或電阻不連續(xù)的癥狀。有時它也被稱為“非線性”。根據(jù)實際電路實現(xiàn)，不同的電路設(shè)計可以容忍不同水平的晶體活動。驟降。
10. 問：什么是負載電容（CL）？
答：石英水晶振子通過其功能放置并工作在振蕩電路中，以產(chǎn)生所需的振蕩頻率。當晶體位于振蕩電路中時，它會在晶體的兩個端子引線處看到“負載電容”。這種負載電容是出現(xiàn)在晶體上或呈現(xiàn)在晶體上的整個振蕩電路的等效電容效應(yīng)。
因此，晶體的標稱規(guī)格頻率通常定義為FL，其代表給定電容值下的“負載諧振頻率”。該電容值是為了反映在晶體放置并在實際振蕩電路中工作時呈現(xiàn)給晶體的實際“負載電容”。具有零（0）負載電容數(shù)的晶體將其諧振頻率指定為Fr，串聯(lián)諧振頻率。
11. 問：什么是修剪靈敏度（T.S.）？
答：Trim靈敏度是晶體的增量頻率變化，用于負載電容的增量變化。它通常以ppm/pF表示。修剪靈敏度的典型數(shù)學(xué)近似顯示T.S.CL變化的變化：
T.S.=C1/[2（Co+CL）]
12. 問：寄生頻率會有什么影響？
答：當寄生模式的信號電平變得與主模式一樣強時，Oscillator可以在寄生模式而不是主模式下運行。這種現(xiàn)象稱為模式跳變。雜散模式通常定義為對主模式的電阻比或dB抑制。需要1.5或2.0的電阻比與主模式的電阻比以避免大多數(shù)振蕩器的模式跳變。這大約相當于主模式下-3dB至-6dB的信號抑制。
13. 問：晶體單元的運動和分流電容是多少？
答：-電容電容（C1）：
它是位于理想晶體等效電路模型的運動（串聯(lián)）臂中的電容。
-分流電容（C0）：
它是晶體電極之間的靜電電容，以及安裝系統(tǒng)的雜散電容。
答：有關(guān)AT-Cut的說明，請參閱常見問題解答第6號。條帶切割通常稱為具有AT切割角度的矩形水晶坯料。
答：Quartz是一種承載壓電特性的器件。以下簡要說明石英晶體的壓電特性：
如果壓電石英晶體具有鍍在相對面上的電極，并且如果在這些電極之間施加電勢，則力將施加在晶體內(nèi)的束縛電荷上。如果晶振安裝正確，晶體內(nèi)會發(fā)生變形，并形成一個機電系統(tǒng)，當正確激勵時，它會以共振頻率振動。
16. 問：“晶體”和“條形諧振器”之間有什么區(qū)別？
答：條形諧振器是一種晶體，其中使用和安裝了AT條帶切割毛坯。條形諧振器的電氣特性比使用圓形毛坯的晶體更復(fù)雜。設(shè)計中需要更多的技巧和注意事項。條形諧振器以實現(xiàn)所需的電氣特性。
金洛鑫電子也是國內(nèi)名列前茅的晶振廠家，從事石英晶體的設(shè)計，開發(fā)，生產(chǎn)和銷售事業(yè)，主要做32.768K，49U，49S，陶瓷晶振，石英諧振器，圓柱晶振，貼片晶振等頻率控制元器件。十幾年前，憑借專業(yè)的知識和技術(shù)，為許多企業(yè)和工廠解決頻率元件難題，并提供合適的方案，是一家合格的石英水晶組件合作商。
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