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压电石英晶体是用量仅次于单晶硅的电子材料,用于制造选择和控制频率的电子元器件,广泛应用于电子信息产业各领域,如彩电、空调、电脑、DVD、无电线通讯等,尤其在高性能电子设备及数字化设备中应用日益扩大。 低腐蚀隧道密度压电晶体是生产SMD频率片、手机频率片的必需材料。 压电晶体产品品种主要有: Z棒、Y棒、厚度片、频率片
根据晶振的功能和实现技术的不同,可以将晶振分为以下四类:
这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态,在一定范围内不受外界温度影响,达到稳定输出频率的效果。这类晶振主要用于各种类型的通信设备,包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、GPS接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。根据用户需要,该类型晶振可以带压控引脚。OCXO的工作原理如下图3所示:
图3恒温晶体振荡器原理框图OCXO的主要优点是,由于采用了恒温槽技术,频率温度特性在所有类型晶振中是最好的,由于电路设计精密,其短稳和相位噪声都较好。主要缺点是功耗大、体积大,需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。
其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段,主要原理是通过感应环境温度,将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率,达到稳定输出频率的效果。传统的TCXO是采用模拟器件进行补偿,随着补偿技术的发展,很多数字化补偿大TCXO开始出现,这种数字化补偿的TCXO又叫DTCXO,用单片机进行补偿时我们称之为MCXO,由于采用了数字化技术,这一类型的晶振再温度特性上达到了很高的精度,并且能够适应更宽的工作温度范围,主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。在广大研发人员的共同努力下,我公司自主开发出了高精度的MCXO,其设计原理和在世界范围都是领先的,配以高度自动化的生产测试系统,其月产可以达到5000只,其设计原理如图4。
图4 MCXO数字温补晶振原理框图
这是一种简单的晶体振荡器,通常称为钟振,其工作原理为图3中去除"压控"、"温度补偿"和"AGC"部分,完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
这是根据晶振是否带压控功能来分类,带压控输入引脚的一类晶振叫VCXO,以上三种类型的晶振都可以带压控端口。
某些晶体,当沿着一定方向受到外力作用时,内部会产生极化现象,同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷;当外力去掉后,又恢复到不带电状态;当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫压电效应。反之,如对晶体施加电场,晶体将在一定方向上产生机械变形;当外加电场撤去后,该变形也随之消失。这种现象称为逆压电效应,也称作电致伸缩效应。
石英晶体没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的...
1、台面:石英石板材最广泛的应用是橱柜台面,洗手台面,柜台台面(银行、移动电信营业厅、收银台等),吧台(酒吧、西餐厅等),餐桌(如麦当劳和肯德基桌面) 2、墙面:淋浴...
石英晶体谐振器工作在 串联谐振频率 时的等效阻抗最小。详细介绍:当晶振不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个pF到几十pF。当晶体振荡时...
低腐蚀隧道密度高品质人造压电石英晶体的生长
压电石英元器件正向高频、小型化、片式化等方向发展,对人造石英晶体材料的品质提出了新的要求,当选用低位错的晶体作晶种,生长时提高控温精度,配以优化的工艺条件,可以培养出这类高品质的人造石英晶体,与此同时,假如用多次重结晶的人造石英晶体代替熔炼石英作原料,可以提高晶体的纯度,从而提高元器件的耐辐照性能。
电清洗人造石英晶体技术的研究
该文采用电清洗技术研制出高稳定性,高可靠性,低腐蚀隧道密度的人造石英晶体。通过对电清洗工艺技术的研究,可将腐蚀隧道密度≤100条/cm2、Na+质量分数为2.33×10-6的石英晶体腐蚀隧道密度降低到≤10条/cm2,Na+质量分数减少到0.3×10-6。采用电清洗石英晶体技术研制出了腐蚀隧道密度≤3条/cm2,抗辐射性能提高2个数量级。
石英晶体沿某些特定方向切割所得的石英晶片也具有压电效应。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小,这样仅需很弱的外加电场即可产生形变。这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振,而且振荡能损小,振荡频率极稳定,加上其优良的机械、电气和化学稳定性,使它自40 年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、电脑等凡与数字电路有关的频率基准而广泛应用。
自60年代初,压电石英晶体作为质量传感器的应用一直局限于气相中,主要原因是其在液相中振荡一直未获成功。因为晶体在液相中振荡导致的能损远大于气相中的损耗,早期的振荡电路又均是照搬气相中的电路,难免实现不了石英晶体在液相中的振荡。直到1980年,Nomura和Konash 等实现了石英晶体在溶液中的振荡,开辟了压电传感器应用的全新领域。姚守拙等所设计的振荡电路,实现了双面晶体在水溶液及高粘度溶液中的振荡,促进了压电传感器在溶液化学中的应用 。2100433B
中国电子元件行业协会压电晶体分会、成都泰美克晶体技术有限公司、北京石晶光电科技股份有限公司等。