日本京瓷晶振成立于1982年,憑借高超的生產(chǎn)技術(shù),先進(jìn)的服務(wù)理念發(fā)展成為國(guó)際知名品牌,在業(yè)內(nèi)享有重要聲譽(yù).京瓷晶振集團(tuán)在全球的事業(yè)涉及原料、零件、設(shè)備、機(jī)器,以及服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等各個(gè)領(lǐng)域.所生產(chǎn)的石英晶體,貼片晶振產(chǎn)品更是獲得國(guó)內(nèi)廣大用戶一致認(rèn)可.以下為億金電子進(jìn)口晶振代理商所提供的京瓷石英貼片晶振編碼,歡迎下載查閱.

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京瓷提供高可靠耐高溫車載晶振為智能互聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)更多高性能.不僅支持-40℃到+125℃的廣泛溫度范圍,符合車載設(shè)備所需的耐高溫規(guī)格,還實(shí)現(xiàn)了符合高速接口標(biāo)準(zhǔn)（最大3.75Gbps）的高速傳輸速度,并且具有高可靠性、環(huán)境耐適性（密封性、抗熱性）、設(shè)計(jì)靈活度以及封裝種類多樣性等優(yōu)異特點(diǎn).

京瓷晶振采用編帶盤裝,小體積,支持自動(dòng)組裝生產(chǎn)線,有助于提高生產(chǎn)效率.京瓷晶振,京瓷貼片晶振具有良好的操作性,可由機(jī)器人自動(dòng)插入,有助于提高生產(chǎn)工序中的生產(chǎn)效率.

1880年法國(guó)物理學(xué)家居里兄弟發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)。當(dāng)在石英晶體的某個(gè)固定的方向加上壓力后,晶體的內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,并且在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)表面上分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。當(dāng)去除所加的壓力后,石英晶振晶體表面的正負(fù)電荷又會(huì)消失,恢復(fù)到原來沒有加壓力的狀態(tài);當(dāng)所加的壓力改為拉力后,晶體表面產(chǎn)生的正負(fù)電荷的極性也會(huì)隨之改變。石英晶振晶體表面所產(chǎn)生的電荷量與所加的壓力或拉力的大小成正比。這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象就稱為正壓電效應(yīng)。

相反,如果在石英晶體的極化方向上外加交變電場(chǎng)時(shí),就會(huì)使晶體產(chǎn)生膨脹或縮小的機(jī)械變形。當(dāng)去掉所加的交變電場(chǎng)后,該石英晶振晶體的機(jī)械變形也隨之消失,恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這種電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”.自然界中雖然有很多晶體都具有上述壓電效應(yīng),但是石英貼片晶振晶體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,做成的振蕩器精度高,頻率穩(wěn)定,因此是比較理想的材料。

圖2-1是正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)的示意圖。表示某一非中心對(duì)稱的壓電石英晶體在某一平面上的投影,當(dāng)其兩側(cè)受到一定外力時(shí)的情況。其中(a)表示當(dāng)石英晶振晶體不受外力時(shí),正電荷與負(fù)電荷的中心重合。晶體的電極化強(qiáng)度為0,晶體表面就不帶電荷。(b) 表示在(a)中的晶體兩側(cè)加上壓力后,產(chǎn)生電極化現(xiàn)象。即晶體發(fā)生壓縮變形使得正電荷與負(fù)電荷的中心分離。為此,石英晶振晶體就顯示有電偶極距,電極化強(qiáng)度就不再等于0晶體表面分別出現(xiàn)了正、負(fù)電荷。(c)中則表示將晶體兩側(cè)的壓力改為拉力后,因?yàn)槭①N片晶振晶體產(chǎn)生膨脹變形后正電荷與負(fù)電荷的中心分離方向與(b)中的正好相反,所以晶體兩側(cè)表面所帶的正、負(fù)電荷情況也正好相反。

如果在石英晶振晶體兩側(cè)的表面鍍上金屬電極后, 當(dāng)在其表面加上壓力或拉力時(shí),都可以利用儀表測(cè)得晶體兩側(cè)表面的電位差。只是金屬電極上由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電荷與石英晶體表面出現(xiàn)的束縛電荷極性相反。如(d)、(e) 所示,它們分別表示(b)、(c)在加壓力的面或加拉力的面鍍上金屬電極的情況。當(dāng)施加壓力或拉力的方向和產(chǎn)生電位差的方向一致時(shí),稱為縱向壓電效應(yīng)。也有一些壓電材料,施加壓力或拉力的方向和產(chǎn)生電位差的方向是垂直的,這種現(xiàn)象則被稱為橫向壓電效應(yīng)。相反,如果壓電石英晶體在電場(chǎng)中,出于電場(chǎng)的作用,使石英晶振晶體正電荷與負(fù)電荷的中心發(fā)生分離。這種極化現(xiàn)象則會(huì)導(dǎo)致石英晶體,石英晶體振蕩器的變形,這就是電致變形,也就是逆壓電效應(yīng).

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晶振作為測(cè)量元件時(shí)的重要性能參數(shù)

石英晶振本身具有很多性能參數(shù),除了前面所提及的串聯(lián)諧振頻率、并聯(lián)諧振頻率外,還有制造公差、拐點(diǎn)溫度等,已經(jīng)有很多文獻(xiàn)對(duì)此作了論述但對(duì)于測(cè)量來說,選用石英晶體的重要原因是因?yàn)樗母哳l穩(wěn)定性和極小的振幅。所以本文只對(duì)晶體的品質(zhì)因數(shù)、頻率一電流特性、頻率一溫度特性進(jìn)行了論述。

  晶體的品質(zhì)因數(shù)Q是晶體的最重要參數(shù)。在一定程度上,當(dāng)其他條件相同時(shí),Q值越高晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高,石英晶振晶體的品質(zhì)因數(shù)Q是由晶體的動(dòng)態(tài)參數(shù)決定的,即：

其中ω為測(cè)試系數(shù)。

晶振的品質(zhì)因數(shù)通常不作規(guī)定,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)部件,Q值通常在20000-200000之間,精密晶體可高達(dá)5×10°,這比傳統(tǒng)的微懸臂的Q值要高100-1000倍。

石英晶體諧振器的頻率一電流特性,就是激勵(lì)電平和諧振頻率的關(guān)系,它是由石英晶振的物理特性決定的。激勵(lì)電平通常以晶振的耗散的功率、流過晶振的電流以及晶振兩端的電壓來量度,晶振電流的變化使其串聯(lián)諧振頻率發(fā)生交化。石英晶振的諧振頻率相對(duì)變化與晶振電流的關(guān)系,可以用下面的近似關(guān)系表示：

其中D是振的電流常數(shù)

從上述關(guān)系式可以看出,當(dāng)激勵(lì)電平增大時(shí),產(chǎn)生了以下影響:(1)頻率產(chǎn)生了漂移,長(zhǎng)期穩(wěn)定性變壞。石英晶振晶振的彈性常數(shù)發(fā)生了變化,因此引起了頻率的漂移,隨著晶振的激勵(lì)電流增高,晶振的頻率穩(wěn)定性顯著下降。(2)晶振溫度增加。當(dāng)晶振的激勵(lì)電平過高時(shí),使得石英貼片晶振被加熱到熱平衡的溫度也引起了頻率變化。(3)產(chǎn)生了寄生振蕩。(4)等效電阻加大。內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)加劇,使得等效電阻加大,Q值下降。

在實(shí)際測(cè)量中,當(dāng)激勵(lì)電流過大時(shí),石英貼片晶振振蕩的幅值過大,導(dǎo)致測(cè)量的精度下降,同時(shí)不易控制樣品表面與針尖之間的距離,所以一般不能采用較高的激勵(lì)電流。但是激勵(lì)電平也不能過小,否則由于噪聲電平的限制,使瞬態(tài)穩(wěn)定性變壞,這樣獲得的圖像質(zhì)量就比較差。

晶振的另外一個(gè)值得注意的參數(shù)是晶振的頻率一溫度特性,所謂晶振的頻率一溫度特性就是石英晶振的諧振器的頻率隨溫度變化而變化的特性。晶振的工作溫度變化時(shí),晶格變形,從而使得其串聯(lián)諧振電路發(fā)生變化。石英晶體諧振器在溫度較窄的范圍中,具有較小的溫度系數(shù),這就是說頻率受溫度的變化的影響比較小。但隨著溫度變得較低(<50°C)和變得較大時(shí)(>80°C)時(shí),石英諧振器的頻率隨著溫度的變化有較大的變化。在國(guó)外的文獻(xiàn)中已經(jīng)有報(bào)道將晶振放在真空、低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量,這時(shí)晶振的頻率將與常溫時(shí)有

明顯的不同,而且石英晶體諧振器切型不同,晶振頻率的變化方向也不同,所以在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該對(duì)測(cè)試溫度和環(huán)境加以控制。同時(shí)由于測(cè)試環(huán)境的變化,如何保持儀器的穩(wěn)定性, 也是一個(gè)值得注意的問題。

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