人造水晶是石英晶体谐振器最主要的材料
来源:http://www.jinluodz.com 作者:jinluodz 2013年05月06
1921年,人们发现石英晶片谐振特性具有稳频作用,开创了石英晶体谐振器在通信技术中的应用。第二次世界大战期间,由于军事通信的需要,压电石英技术有很大发展。1940年前石英谐振器的频率稳定度为 10-5,50年代达到10-8,70年代2.5兆赫和5兆赫的高精密石英谐振器经长期工作后的最佳水平可分别达到10-13 和10-12 。现代石英谐振器已能解决短期稳定度问题,秒级稳定度最佳水平已达10-13 ,毫秒级稳定度最佳水平已达10-12 。石英谐振器的频率范围1945年前为100千赫~10兆赫,1960年扩展为500赫~200兆赫,1977年高频扩展到350兆赫。1980年后用离子束刻蚀出超薄晶片,使石英谐振器的基频达1000兆赫。
石英晶体谐振器工作原理晶体谐振器,主要材料是人造水晶,成分是SIO2,它不但是较好的光学材料,而且还是重要的压电材料。晶体谐振器就是利用石英晶体所具有的压电效应,制造的具有选择频率和稳定频率作用的元器件,在稳频、选频和精密计时等方面有突出的优点,是晶体振荡器和窄带滤波器等的关键元件。它主要由被好电极的石英晶片、支架、外壳几部分组成。
石英晶体谐振器大致包含这几款常用晶振:
1、有引线石英晶体谐振器 49U(石英片为圆形片,外形尺寸4x 11x 13,不包括引线); 49S(有的地方也叫49US,石英片为圆方形片,外形尺寸11.05 x 4.65 x 3.5(高度有不同尺寸),不包括引线); 50U(外形与49U一样,引线为粗引线,大约D1.5mm); 49B(与49S一样,加绝缘片后引线被压扁,可以用SMT方法贴板,行业内也叫假贴片,因为不是用的贴片Base); UM-1(石英片为圆形片,外形尺寸8.0 x 7.9 x 3.2,不包括引线,Base和引线镀金); UM-5(石英片为圆形片,外形尺寸6.0 x 7.9 x 3.2,不包括引线,Base和引线镀金); 49M,49N均与49B类似; 49A为49U打弯腿加工,可以SMT贴片。 另外还有柱形有引线谐振器,像3x10、3x9、2x8、2x6,均是由外形尺寸命名(不包括引线长度),也可以做成打弯腿共SMT贴片的形状,这一个系列有人也称为表晶。
2、无引线石英晶体谐振器(SMD谐振器) 根据外形尺寸命名,分为7050(7x5)、6035(6.0x3.5)、5032(5.0x3.2)、4025(4.0x2.5)、3225(3.2x2.5)、2520(2.5x2.0)、2016(2.0x1.6)、2012(2.0x1.2),目前3225及其以上型号内地比较常见,2520有些外资厂也有加工,2016、2012主要在日本生产;这些都是用SMT方法贴片上板,对可焊性和晶体外形尺寸要求严格。金洛电子作为国内最专业晶振生产厂家,品性稳定,耐高温,编带盘装,保证质量,按时交货,欢迎来电咨询。
有很多客户反映,石英谐振器与电路组装后,频率不在要求的数值上,造成电路不能正常工作。通过我们的分析与研究,这种情况多与谐振器的寄生振动有关,有时也与电路设计不合理有关。 因为石英晶振会有多个寄生响应,对厚度切变晶体来说频率在20MHZ以上,尤其是泛音晶体易产生寄生响应。泛音晶体的基频谐振电阻有时会与三次泛音的谐振电阻相差较小,在不加滤波电路时有可能在基频频率上振荡,因此可能时应在电路设计加上选频回路避免该情况发生。另一个原因是泛音晶体的基频波的3倍频(3次谐波)与3次泛音的频率靠得很近,选频电路难于将其滤除,造成跳频现象。如果可能有这种情况发生,在订货时,应提出基频3倍频与3次泛音频率的间隔要求,一般在150-250ppm间。也可在设计电路时适当减小电路增益,减低3次谐波的成分。
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