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石英晶體振蕩器簡單介紹和基本分類

  • 時間:2021-10-14
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石英晶體振蕩器 是利用石英晶體(二氧化硅的結晶體)的壓電效應 制成的一種諧振器件,它的基本結構大致是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,它可以 是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個對應面上涂敷銀層 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。石英晶體的壓電效應:若在石英晶體的兩個電極上加一電場,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。注意,這種效應是可逆的。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。

石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)、電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、恒溫控制式晶體振蕩器(OCXO)和 數字化/μp補償式晶體振蕩器(DCXO/MCXO)等幾種類型。 其中,無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種,在日本工業標準(JIS)中,稱其為標準封裝晶體振蕩器(SPXO)?,F以SPXO為 例,簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。

石英晶體,有天然的也有人造的,是一種重要的壓電晶體材料。石英晶體本身并非振蕩器,它只有借助于有源激勵和無源電抗網絡方可產生振蕩。SPXO主要是由品質因數(Q)很高的晶體諧振器(即晶體振子)與反饋式振蕩電路組成的。石英晶體振子是振蕩器中的重要元件,晶體的頻率(基頻或n次諧波頻率)及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結構、(金屬殼)封裝及其等效電路。只要在晶體振子板極上施加交變電壓,就會使晶片產生機械變形振動,此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時,就會發生壓電諧振,從而導致機械變形的振幅突然增大。

石英晶體振蕩器的應用:

1、石英鐘走時準、耗電省、經久耐用為其最大優點。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路,其頻率精度決定了電子鐘表的走時精度。

2、隨著電視技術的發展,近 來 彩電多采用500kHz或503kHz的晶體振蕩器作為行、場電路的振蕩源,經1/3的分頻得到15625Hz的行頻,其穩定性和可靠性大為提高。而且晶振價格便宜,更換容易。

3、在通信系統產品中,石英晶體振蕩器的價值得到了更廣泛的體現,同時也得到了更快的發展。許多高性能的石英晶振主要應用于通信網絡、無線數據傳輸、高速數字數據傳輸等。


文章標簽 晶體振蕩器
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