晶体振荡器的种类

厚度切割模式
基频厚度切割模式 三次泛音厚度切割模式
石英晶体的泛音响应
jX
Spurious responses 0
Spurious responses
Spurious responses
Frequency
5th 泛音
-jX
3rd 泛音 基频
石英温度系数切割角度
90o 60o AT 30o FC LC SBTC BT 0o 10o 20o 30o IT SC
石英是什么
石英是拥有以下特性的唯一材料：
• 具有压电效应
• 存在零温度系数的切型
• 存在压力补偿的切型
• 低损耗（高Q） • 容易加工；在正常条件下，除了氟化物腐蚀剂，对所有物质存 在低溶性；硬而不脆。 • 自然界含量丰富；易于低成本大量生长，生成晶体有比较高的 纯度。
石英的压电效应
FIELD along: STRAIN
z

0
-30o -60o

-90o


y
x xl
The AT, FC, IT, SC, BT, and SBTC-cuts 是零温度 系数切型中的几种。 LC 是Hale Waihona Puke Baidu于石英温度计的一种 线性温度系数切型
Y-cut: +90 ppm/0C (厚度切割模式) X-cut: -20 ppm/0C (延长模式)
石英晶体谐振器的优点
1、稳定性好，变化小； 2、准确性好，精度高； 3、低功耗，激励功率小； 4、固定性（非可调式）。
石英晶体谐振器的构造
Two-point Mount Package Three- and Four-point Mount Package
Quartz blank Cover Electrodes Quartz blank Bonding area Cover Mounting clips Seal Pins Base
压电效应
Y
+ _ + + _ + _ + _ + _ _ _ + _ + + + _ + _ + + _ + _ + _ _ + _ + _ _ + _ + + _ _ + + _ + _ _ + _ + _ +
Y
_
+ _ + _ + _ _ + + _ + _ + _ + _ + _ + _ +
_
_
_
+
X
_
_
- + +
+ _
+
X
+
无形变
形变
压电效应能使压电晶体的机械特性和电路信号之间相互转化 。石英在 电场的作用下，有五种机械变化。下页显示的变化模式可以在合适的 电极位置和形状下产生。常用Y-切系列，包括AT、BT和ST切。
Modes of Motion
弯曲模式
延长模式
对角拉伸模式
28
36 54 64 69
1、石英晶体
石英是什么
• 石英是一种压电材料，在自然界中是一种
透明的结晶物 ，它有非常稳定的压电效应， 其化学与机械上的特性在早期的电子实验 中就引起了极大的关注。 • 石英的主要成份为二氧化硅，虽然地壳表 面有14%是由二氧化硅所组成，但相对可使 用的部份却较稀少，主要是因为满足不了 需要的纯度要求以它本身存在缺陷与瑕疵。
-20 -25
= 35o 12.5’+ , = 0 for fundamental mode plano-plano AT-cut
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
= 35o 20’ + , = 0 for 5th overtone AT-cut
Bonding area Mounting clips
Seal Pins
Base
Top view of cover
等效电路
Spring
Mass
晶振教程
SSEEC FA研发中心
SY
.
目录
1. 2. 石英晶体………………………...…………………… 石英晶体谐振器…………………….………………. 3 13
3.
4. 5. 6. 7.
石英晶体振荡器……………………………………..
振荡器的稳定性…………………………………….. 我司实际使用的晶振相关介绍……………...…….. 石英晶体谐振器选用的注意事项……..…...……… 石英晶体谐振器在使用过程中的一些注意事项….
2、石英晶体谐振器
需要外加IC才能振荡
石英晶体谐振器应用范围
石英晶体谐振器是一种用于稳 定频率和选择频率的电子器件，已被广 泛应用于无绳电话载波通讯、广播电视、 卫星通讯、原子钟、数字仪表、计算机 程控交换机、VCD、DVD、彩电机顶盒、 铁路信号及通讯中的频率信号源设备中， 还可以作为温度、压力、重量的敏感元 件使用，现被广泛地应用于军用载波、 通讯设备与民用产品中。
6’
7’ 8’
80 85 90
-45 -40 -35 -30 -25
-20 -15 -10
Temperature (oC)
SC and AT-cuts的比较
SC-cut 的优势 • 瞬时温度补偿---能适应快速温度变化 • 能做成高稳定的OCXO and MCXO---静态和动态频率温度特性好 • 稳定性高 • 驱动电平低 • 平面压力补偿---边缘压力和弯曲引起的f 较小 • 对辐射的敏感度低 • 较高的电容比 ---振荡器阻抗变化引起的 f 较小 • 电极形状的敏感度低 SC-cut的劣势 : 制造恒温晶振（OCXO）的难度大 (它比 AT-cut 制成 精确的温补晶振 （TCXO） 而言更易制成微机补偿晶振（MCXO） ）
AT-cut频率温度特性与切割角度的关系
25 20 15 10

R
AT-cut
35¼ o
r m
Z
49o
BT-cut
R m r
8’ 7’ 6’ 5’ 4’
R
Y R -1’ 0’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’
Z
Y-bar quartz
(ppm)
5 0 -5 -10 -15
f f
3’ 2’ 1’ 0’ -1’
X X Y Z Z
EXTENSIONAL along:
Y
Z X

X

Y
SHEAR about:
Y
Z
石英晶体六角锥体两顶点的连线称为Z轴，又称光轴；在Z轴垂直的横截面上， 六角形的三条对角线称为X轴，又称电轴；与X轴垂直的三条线称为Y轴，又称机 械轴。若在电轴或机械轴方向对石英片施加外力使其形变 ，则垂直与该轴的方向 上会产生符号相反、数值相等的电荷。