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更多>>石英晶体振荡器为什么受高端电子产品亲睐?
来源:http://www.zhaoxiandz.com 作者:zhaoxiandz 2013年10月15
石英晶体振荡器是目前精度最高,温度范围最宽的振荡子。在数码电子,移动通信设备,GPS导航设备,无线系统等高端领域得到了广泛的运用,尤其是经过多次的技术改进,现在的石英晶体振荡器在军用领域也占据了一席之地。现代军用系统要求振荡器具有以下几点重要性能:在多参数(时间,温度,加速度,辐射等)范围内能保持稳定,噪声低,功耗小,体积小,预热快,使用期消耗低等。可见石英晶体振荡器的重要性不可忽视。那是什么原因使得石英晶体振荡器具有如此不可替代的作用呢?
原因在于石英晶体振荡器使用的材料,振荡器是由石英材料制作而成,而石英具有如下几点特性:
首先,石英具有压电特性(“压力—电的特性”),压电效应表明了石英晶体的力学性质和电学的耦合。
其次,具有零温度系数切型。而具有零温度系数切型的晶体很少,石英正是其中一种。
再次,石英材料具有应力补偿切型。
接着,石英材料具有低损耗(即高Q 值)特性。Q 值越高,晶体的频率稳定度就越高,因此,能够更准确。
然后,石英材料容易加工。石英在任何物质中的可溶性低,除了氟化物的腐蚀外,在“正常”条件下,坚硬而不易碎。
最后,石英在自然界中很丰富,易于大量生长,成本低,纯度和完整性均较高。在人工生长的单晶石英中,年产量在3000 吨以上,生长数量仅次于硅(到1997 年为止,年增长是硅的3到4 倍)。
由此可见由石英材料制作而成的石英晶振应用如此广泛,这其实是一种必然!并且随着技术的不断进步,使用石英晶振的产品只会越来越多。
石英晶体,有天然的也有人造的,它是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器,它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。石英振荡器主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是石英振荡器中的重要元件,晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。只要在晶体振子板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。石英晶体振荡器的基本结构如下图所示:
在未来,高精度、低功耗和小型化,仍然是石英振荡器的研究课题。现在晶振的小型化已经达到很高水准,体积小至2.0*1.6mm的小体积石英振荡器现已实现批量生产,但由于晶振市场需求的日益加大,还是不可避免出现了晶振供不应求的现象,所以即使在石英晶振小型化与片式化方面的突破将面临不少困难,我们还是要迎难而上,攻克一个个技术难关。
原因在于石英晶体振荡器使用的材料,振荡器是由石英材料制作而成,而石英具有如下几点特性:
首先,石英具有压电特性(“压力—电的特性”),压电效应表明了石英晶体的力学性质和电学的耦合。
其次,具有零温度系数切型。而具有零温度系数切型的晶体很少,石英正是其中一种。
再次,石英材料具有应力补偿切型。
接着,石英材料具有低损耗(即高Q 值)特性。Q 值越高,晶体的频率稳定度就越高,因此,能够更准确。
然后,石英材料容易加工。石英在任何物质中的可溶性低,除了氟化物的腐蚀外,在“正常”条件下,坚硬而不易碎。
最后,石英在自然界中很丰富,易于大量生长,成本低,纯度和完整性均较高。在人工生长的单晶石英中,年产量在3000 吨以上,生长数量仅次于硅(到1997 年为止,年增长是硅的3到4 倍)。
由此可见由石英材料制作而成的石英晶振应用如此广泛,这其实是一种必然!并且随着技术的不断进步,使用石英晶振的产品只会越来越多。
石英晶体,有天然的也有人造的,它是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器,它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。石英振荡器主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是石英振荡器中的重要元件,晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。只要在晶体振子板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。石英晶体振荡器的基本结构如下图所示:
在未来,高精度、低功耗和小型化,仍然是石英振荡器的研究课题。现在晶振的小型化已经达到很高水准,体积小至2.0*1.6mm的小体积石英振荡器现已实现批量生产,但由于晶振市场需求的日益加大,还是不可避免出现了晶振供不应求的现象,所以即使在石英晶振小型化与片式化方面的突破将面临不少困难,我们还是要迎难而上,攻克一个个技术难关。
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