当石英晶振频率f>20MHz时,尽量采用长度在Z’方向,宽度在x方向的长条片,一是宽度可以选择几种即可,二是性能一致性好,但切角要重新试验确定。其计算方法是:上述的长度计算变为宽度计算,宽度计算变为长度计算,石英晶振频率温度曲线的一次温度系数a0。与Wx/t的关系见下图3.6.7。
实际应用的腐蚀系数KF的确定。首先根据最后研磨砂号确定理论腐蚀系数KF’
根据终磨或滚倒频率的正误差△fy除以f2nMHz得△Ky,根据腐蚀石英贴片晶振频率的负误差计算
实际应用的腐蚀系数为KF=KF’+△Ky’+△KF。其意义在于使每片石英片的腐蚀系数至少达到理论腐蚀系数。
石英晶体与空气的摩擦(表面损耗)形成的阻力有关。可通过对外盒抽真空以减小损耗,与温补晶振表面微粒间的摩擦有关。可提高石英片表面光洁度,控制腐蚀量,减小砂痕、沙坑、提高银层的牢固度及整体性来减小,与贴片晶振的内摩擦,自由振动时内部晶格的变化,产生内应力及加工过程中形成的内应力而引起内部损耗有关。
晶片直径的确定
首先要考虑所规定的晶体盒能容纳石英片的最大尺寸,再设计满足此条件的石英片直径。石英片的直径大小对石英晶体元件的活力和寄生振动有很大影响。AT切型的寄生振动主要包括xy’弯曲、y’面切变和xy’伸缩等三种振动。
如果主振动频率与上述三种振动之一的高次泛音频率接近时,就出现强耦合作用,引起活力突变或频率跳跃等现象。这种现象在AT切型的低频端及边比Φ/t小的情况下容易出现。所以当Φ/<20时,就应该严格控制直径Φ的尺寸。
石英晶体元件的频率温度系数TF与一级、二级、三级系数有关;晶体元件的频率温度系数TF是温度的函数,因此频率温度系数是在某一温度时的频率温度系数;频率温度系数的大小,反应了石英晶体元件的温度稳定性;当T=T0时,则TF=a0,这表明只有在a0=0的条件下,才存在零温度系数,所以,a0=0的切型称为零温度系数切型。
一级、二级、三级温度系数a0、b0和c0不仅与参考温度有关,而且还与石英晶振切角有关。AT切型的a0、b0、c0随角度的变化率为:
αa0/αφ1=-5.15×10-6/oC度;
αb0/αφ1=-4.7×10-9/oC2度;
αc0/αφ1=2.0×10-12/oC3度;
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石英晶体振荡器的压电效应以及等效电路原理
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