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壓電石英晶體

鎖定
壓電石英晶體是用量僅次於單晶硅的電子材料,用於製造選擇和控制頻率的電子元器件,廣泛應用於電子信息產業各領域,如彩電、空調、電腦、DVD、無線電通訊等,尤其在高性能電子設備及數字化設備中應用日益擴大。 低腐蝕隧道密度壓電晶體是生產SMD頻率片、手機頻率片的必需材料。 壓電晶體產品品種主要有: Z棒、Y棒、厚度片、頻率片
中文名
壓電石英晶體
外文名
piezoelectric quartz crystal

目錄

壓電石英晶體壓電效應

石英晶體的座標軸選取
圖1 石英晶體的座標軸選取 圖1 石英晶體的座標軸選取
某些晶體,當沿着一定方向受到外力作用時,內部會產生極化現象,同時在某兩個表面上產生大小相等符號相反的電荷;當外力去掉後,又恢復到不帶電狀態;當作用力方向改變時,電荷的極性也隨着改變;晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。這種現象叫壓電效應。反之,如對晶體施加電場,晶體將在一定方向上產生機械變形;當外加電場撤去後,該變形也隨之消失。這種現象稱為逆壓電效應,也稱作電致伸縮效應。
石英晶體的壓電特性
圖2 離子位置圖 圖2 離子位置圖

壓電石英晶體分類

根據晶振的功能和實現技術的不同,可以將晶振分為以下四類:
1) 恆温晶體振盪器(以下簡稱OCXO)
這類型晶振對温度穩定性的解決方案採用了恆温槽技術,將晶體置於恆温槽內,通過設置恆温工作點,使槽體保持恆温狀態,在一定範圍內不受外界温度影響,達到穩定輸出頻率的效果。這類晶振主要用於各種類型的通信設備,包括交換機、SDH傳輸設備、移動通信直放機、GPS接收機、電台、數字電視及軍工設備等領域。根據用户需要,該類型晶振可以帶壓控引腳。
OCXO的主要優點是,由於採用了恆温槽技術,頻率温度特性在所有類型晶振中是最好的,由於電路設計精密,其短穩和相位噪聲都較好。主要缺點是功耗大、體積大,需要5分鐘左右的加熱時間才能正常工作等。
2) 温度補償晶體振盪器(以下簡稱TCXO)
其對温度穩定性的解決方案採用了一些温度補償手段,主要原理是通過感應環境温度,將温度信息做適當變換後控制晶振的輸出頻率,達到穩定輸出頻率的效果。傳統的TCXO是採用模擬器件進行補償,隨着補償技術的發展,很多數字化補償大TCXO開始出現,這種數字化補償的TCXO又叫DTCXO,用單片機進行補償時我們稱之為MCXO,由於採用了數字化技術,這一類型的晶振再温度特性上達到了很高的精度,並且能夠適應更寬的工作温度範圍,主要應用於軍工領域和使用環境惡劣的場合。在廣大研發人員的共同努力下,我公司自主開發出了高精度的MCXO,其設計原理和在世界範圍都是領先的,配以高度自動化的生產測試系統,其月產可以達到5000只。
3) 普通晶體振盪器(SPXO)
這是一種簡單的晶體振盪器,通常稱為鍾振,其工作原理為去除“壓控”、“温度補償”和“AGC”部分,完全是由晶體的自由振盪完成。這類晶振主要應用於穩定度要求不高的場合。
4) 壓控晶體振盪器(VCXO)
這是根據晶振是否帶壓控功能來分類,帶壓控輸入引腳的一類晶振叫VCXO,以上三種類型的晶振都可以帶壓控端口。