AT切割石英晶体的串联谐振频率特性
来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛鑫电子 2019年04月18
AT切割应该是目前使用次数最多的一种石英晶体切割方式,我们熟悉的很多进口晶振型号都是采用了AT切割生产的,因为它可以实现晶体晶振低成本,批量制造,频率稳定,耐高温等特性和要求。而且AT切割操作起来,相对SC切割,BT切割,GT切割等其他切割方法,要更简单一些,因此受到众多晶体制造商们的欢迎和广泛使用。
石英晶体频率的温度依赖性通常具有抛物线特征。AT切割厚度剪切是一个例外,其温度依赖性遵循三度方程的频率(图2.26)。至=25°C。
在该等式中,参考温度To任意设定为实用值25℃。拐点Tw的温度为约25℃至35℃。常数a,b,c取决于交叉角2,因此取决于拐点中曲线的斜率,也是频率的最大值和最小值-Tempe-raturabhängigkeit。这些频率的温度依赖性的特征形式导致每个温度范围的不同的最佳切割角度。如果石英在泛音中操作,则反转点的频率间隔大约80ppm。为了抵消这种情况,在用于在泛音中操作的石英晶体谐振器的情况下,交叉角移动大约7分钟。对温度分布和拐点温度的另一个影响具有石英元件的直径和表面曲率。以下是方程(17)中常量的两个例子:
)2=2-35°30'
附录B显示了相应的曲线族。因此,在一定温度范围内频率变化的最小化被设定为物理极限,从而考虑制造相关的切割角度变化。
在耐温度温度响应的情况下,必须考虑到动态电容也依赖于C1:
在具有负载电容CL的石英振荡器工作期间,拉动量因此也变得与温度有关:
拉伸量的这种温度依赖性(仅与具有大C1的石英相关)将被加到串联谐振频率的温度依赖性上(图2.28)。这给出了负载共振频率的温度依赖性。
如果温度变化非常快,将始终出现温度依赖性的滞后现象。石英晶振仅在一定时间后才会达到石英外壳的温度。对于真空石英晶体尤其如此。温度响应的滞后现象,如果温度变化非常快,将始终出现温度依赖性的滞后现象。石英谐振器仅在一定时间后才会达到石英外壳的温度。对于真空石英晶体尤其如此。从温度变化太快开始,取决于支架的热传导和石英谐振器的质量。较低的石英频率=较厚的谐振器意味着加热惯性。滞后的另一个原因是由于谐振器中的温度梯度导致谐振器中的温度应力。这是由谐振器的不均匀腐蚀引起的。恒温器的结构必须确保振动石英的均匀,对称的热流。与石英连接的电连接必须导热性差,因此通过连接和支架不会发生热量流到石英谐振器。即使在低温波动时,温度梯度也会导致频率过冲。过冲可能明显大于静态温度依赖性。在一个方向上运行的滞后可能是由于安装系统的残余机械应力造成的。温度循环使系统退火。经过几个循环后,这种滞后变小。在石英振荡器上的机械负载之后,例如由于冲击或不允许的加速,可以预期滞后类型C。
图2.29迟滞
电路中的温度响应:
到目前为止所描述的频率的温度依赖性是石英振荡器的温度依赖性,而没有振荡器电路的部件的温度变化的影响。图2.30显示了压控晶体振荡器(VCXO)在不同控制电压Uz(引入应力)下的温度响应。电容二极管只有一个大的阻塞电压,负载电容值抵消效应,随着吸收电压的降低,影响呈现更大的负值。应用的串联线圈参与温度响应,温度为-0.2ppm/°C。幅度和方向取决于所使用的元件和电路,因此不能给出一般指示。 已知温度值研究电路,以便通过石英的剪切角修正来考虑电路影响。
深圳市金洛鑫电子自己开发设计的石英晶振,贴片晶振和插件晶振等产品,几乎都是采用AT切割方式,多年来我司的石英水晶组件得到用户的支持和信任,咨询订购热线:0755-27837162。
石英晶体频率的温度依赖性通常具有抛物线特征。AT切割厚度剪切是一个例外,其温度依赖性遵循三度方程的频率(图2.26)。至=25°C。
在该等式中,参考温度To任意设定为实用值25℃。拐点Tw的温度为约25℃至35℃。常数a,b,c取决于交叉角2,因此取决于拐点中曲线的斜率,也是频率的最大值和最小值-Tempe-raturabhängigkeit。这些频率的温度依赖性的特征形式导致每个温度范围的不同的最佳切割角度。如果石英在泛音中操作,则反转点的频率间隔大约80ppm。为了抵消这种情况,在用于在泛音中操作的石英晶体谐振器的情况下,交叉角移动大约7分钟。对温度分布和拐点温度的另一个影响具有石英元件的直径和表面曲率。以下是方程(17)中常量的两个例子:
Planquarze | Linsenquarze | ||
a | (-1,32-0,085@)2)@10-6 | (-1,293 | -0,08308@)2)@10-6 |
b | (0,15-0,093)2)@10-9 | (-2,889 | -0,0990@)2)@10-9 |
c | (101,3+0,200@)2)@10-12 | (101,3+0,200)2)@10-12 |
附录B显示了相应的曲线族。因此,在一定温度范围内频率变化的最小化被设定为物理极限,从而考虑制造相关的切割角度变化。
图2.26频率的温度响应,AT切割-石英(D/d=60)
对于在恒温晶振中操作的石英,选择切割角度使得逆温点的温度与恒温器温度过度匹配。这导致恒温器的残余纹波不会引起频率波动。图2.27中的下部显示了相应返回点的温度系数f/f)距离h()f/)h2)。通过使用实现了反转点附近温度系数的进一步最小化desSC切。然而,双重转动的SC切割生产起来非常昂贵,因此成本高昂。(附录B)。
图2.27在恒温器中的应用,)f/f斜率//C2
负载共振频率的温度依赖性:在耐温度温度响应的情况下,必须考虑到动态电容也依赖于C1:
在具有负载电容CL的石英振荡器工作期间,拉动量因此也变得与温度有关:
拉伸量的这种温度依赖性(仅与具有大C1的石英相关)将被加到串联谐振频率的温度依赖性上(图2.28)。这给出了负载共振频率的温度依赖性。
图2.28频率-温度与负载容量的关系
温度响应的滞后现象:如果温度变化非常快,将始终出现温度依赖性的滞后现象。石英晶振仅在一定时间后才会达到石英外壳的温度。对于真空石英晶体尤其如此。温度响应的滞后现象,如果温度变化非常快,将始终出现温度依赖性的滞后现象。石英谐振器仅在一定时间后才会达到石英外壳的温度。对于真空石英晶体尤其如此。从温度变化太快开始,取决于支架的热传导和石英谐振器的质量。较低的石英频率=较厚的谐振器意味着加热惯性。滞后的另一个原因是由于谐振器中的温度梯度导致谐振器中的温度应力。这是由谐振器的不均匀腐蚀引起的。恒温器的结构必须确保振动石英的均匀,对称的热流。与石英连接的电连接必须导热性差,因此通过连接和支架不会发生热量流到石英谐振器。即使在低温波动时,温度梯度也会导致频率过冲。过冲可能明显大于静态温度依赖性。在一个方向上运行的滞后可能是由于安装系统的残余机械应力造成的。温度循环使系统退火。经过几个循环后,这种滞后变小。在石英振荡器上的机械负载之后,例如由于冲击或不允许的加速,可以预期滞后类型C。
电路中的温度响应:
到目前为止所描述的频率的温度依赖性是石英振荡器的温度依赖性,而没有振荡器电路的部件的温度变化的影响。图2.30显示了压控晶体振荡器(VCXO)在不同控制电压Uz(引入应力)下的温度响应。电容二极管只有一个大的阻塞电压,负载电容值抵消效应,随着吸收电压的降低,影响呈现更大的负值。应用的串联线圈参与温度响应,温度为-0.2ppm/°C。幅度和方向取决于所使用的元件和电路,因此不能给出一般指示。 已知温度值研究电路,以便通过石英的剪切角修正来考虑电路影响。
深圳市金洛鑫电子自己开发设计的石英晶振,贴片晶振和插件晶振等产品,几乎都是采用AT切割方式,多年来我司的石英水晶组件得到用户的支持和信任,咨询订购热线:0755-27837162。
正在载入评论数据...
相关资讯
- [2023-06-29]-40~+105°C时的6G贴片石英晶体...
- [2020-07-16]通信网络时钟系统7x5mm温补晶振...
- [2020-07-06]时钟网络与OCXO振荡器的阶层级别...
- [2020-06-22]Jauch公司专门为导航开发的新TC...
- [2020-06-06]解锁Statek振荡器系列产品的品质...
- [2020-05-28]VV-800系列VCXO晶体振荡器的包装...
- [2020-04-30]独家推荐MEMS振荡器应用电机系统...
- [2020-04-25]海外各大元件供应商纷纷停工,是...