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石英晶体谐振器英文:quartz crystal unit或quartz crystal resonator,常被标识为xtal,extenal crystal osillator,外部晶振器,因为晶振单元常常作为电路外接,简称石英晶体或晶振,是利用石英晶体又称水晶的压电效应,用来产生-振荡频率的一种电子元件,属于被动元件。该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。
在振荡器应用上,振荡器总是选择很强的模式工作。一些干扰模式有急剧升降的频率—温度特性。有时候,当温度发生改变,在一定温度下,寄生模的频率与振荡频率一致,这导致了“活动性下降”。在活动性下降时,寄生模的激励引起谐振器的额外能量的消耗,导致q 值的减小,等效串联电阻增大及振荡器频率的改变。当阻抗增加到相当大的时候,振荡器就会停止,即振荡器失效。当温度改变远离活动性下降的温度时,振荡器又会重新工作。寄生模能有适当的设计和封装方法控制。不断修正电极与晶片的尺寸关系即应用能陷原则,并保持晶片主平面平行,这样就能把寄生模很小化。
石英晶体振荡器的基本原理
压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向-产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与lc回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
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