什么是石英晶體諧振器
石英諧振器指的是利用電信號頻率等于石英晶片固有頻率時晶片因壓電效應而產生諧振現象的原理制成的器件,是晶體振蕩器和窄帶濾波器等的關鍵元件。石英諧振器雖然外形各異、尺寸和頻率不盡相同,但結構原理是基本相同的,為了提高石英晶體工作的可靠性,石英諧振器外殼構件經過密封處理,并抽成真空或充入氮氣。
晶體諧振器的軟焊/清洗/裝載
關于晶體諧振器產品的軟焊溫度條件被設計成可以和普通電子零部件同時作業,但如果是超過規格以上的高溫,則頻率有可能發生較大的變化,因此請避免不必要的高溫度。
1.關于一般清洗液的使用以及超聲波清洗沒有問題,但這僅僅是對單個晶體產品進行試驗所得的結果,因此請根據實際使用狀態進行確認。
2.由于音叉型晶體諧振器的頻率范圍和超聲波清洗機的清洗頻率很近,容易受到共振破壞,因此請盡可能避免超聲波清洗。若要進行超聲波清洗,必須事先根據實際使用狀態進行確認。
3.<SMD產品>
SMD晶體產品支持自動貼裝,但還是請預先基于所使用的搭載機實施搭載測試,確認其對特性沒有影響。在切斷工序等會導致基板發生翹曲的工序中,請注意避免翹曲影響到產品的特性以及軟焊。基于超聲波焊接的貼裝以及加工會使得晶體產品(諧振器、振蕩器、濾波器)內部傳播過大的振動,有可能導致特性老化以及引起不振蕩,因此不推薦使用。
4.<引線類型產品>
當引線彎折、成型以及貼裝到印制電路板時,請注意避免對基座玻璃部分施加壓力。否則有可能導致玻璃出現裂痕,從而引起性能劣化。
石英晶體諧振器的基本工作原理及作用
(1)石英晶體諧振器(簡稱晶振)的結構石英晶體諧振器是利用石英晶體(二氧化矽的結晶體)的壓電效應制成的一種諧振器件,它的基本構成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極,在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑膠封裝的。
(2)壓電效應
若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產生機械變形。反之,若在晶片的兩側施加機械壓力,則在晶片相應的方向上將產生電場,這種物理現象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。
(3)符號和等效電路石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖所示。當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個pF到幾十pF。當晶體振蕩時,機械振動的慣性可用電感L來等
石英晶體諧振器的激勵
石英晶體諧振器的激勵電平應在規定范圍內。石英晶體諧振器在振蕩器中被激勵時,要通過激勵電流,要消耗一定的激勵功率。在實際應用時,應使輸入石英晶體的激勵功率不超過額定值。過高的激勵功率會使石英諧振器內部溫度升高,使石英晶片的老化效應和頻率漂移增大;極強的激勵功率會使石英晶片的機械振動過于劇烈而損壞。