引用于拉伸和AT切割模式的諧振器

在本文中介紹了一些基本的電氣石英晶體諧振器的特性以及晶體模型,檢驗(yàn)了它諧振和反諧振頻率,并確定負(fù)載電容的頻率,模型和分析適用于大多數(shù)石英晶體類型,特別是音叉式,拉伸模式和AT切割的諧振器,簡短但完整性能足以涵蓋大多數(shù)晶振情況實(shí)際利益,首先真實(shí)的體驗(yàn)出電路阻抗圍繞以及基本模式的MHz晶振,同樣也可以表達(dá)阻抗它的電阻實(shí)部和電抗部分.

引言F1和F2之間的區(qū)域是正區(qū)域電抗,因此被稱為電感區(qū)域,對(duì)于晶體上的給定交流電壓,網(wǎng)絡(luò)流過石英晶振的電流在F1和至少在F2,圖1-阻抗大小|Z|(對(duì)數(shù)刻度)和相位θ相對(duì)于大約20 MHz晶體的頻率,那里有兩個(gè)頻率F1和F2,其中相位θ為零,在F1下方和遠(yuǎn)離F1,相位大約是-90°,在F1附近,相位快速轉(zhuǎn)換-90°至+ 90°,在F1和F2之間,相位保持不變大約恒定在+ 90°,靠近F2的階段從+ 90°快速過渡到-90°,最后在遠(yuǎn)離F2的情況下,相位再次出現(xiàn)大約-90°,此外,阻抗晶體在F1處最少,在F2處最大.

電阻R在頻率處強(qiáng)烈地達(dá)到峰值F2,在F1以下,電抗為負(fù)并且增加在F1處歸零(見圖2)然后增加到大接近F2的正值,在F2處,響應(yīng)迅速減小到大的負(fù)值,然后再次穩(wěn)定地增加到零,考慮頻率F1,人們可以在中定義至少三種方式,一種選擇是(較低的)頻率Fr晶體的相位為零,在這零相頻率,貼片晶體純電阻(相當(dāng)于它的電抗為零),第二個(gè)選擇是最小阻抗的頻率Fm,三分之一選擇是將其定義為串聯(lián)諧振頻率Fs-定義所需的頻率的晶體模型.

事實(shí)證明,對(duì)于大多數(shù)晶體,Fs,Fr和Fm都是彼此足夠接近而不是彼此必須區(qū)分它們,接下來考慮頻率F2,人們也可以定義這至少有三種方式,一個(gè)選擇是(上)頻率Fa,石英晶體諧振器的相位為零,在這個(gè)零相頻率下,晶體是純粹的電阻(非常高),第二個(gè)選擇是最大阻抗的頻率Fn,三分之一選擇是將其定義為并聯(lián)諧振頻率Fp-定義也是一個(gè)頻率需要的晶體模型.對(duì)于大多數(shù)晶體,Fp,Fa和Fn都足夠了彼此接近而不是沒有必要區(qū)分它們.

另一個(gè)重要的晶體頻率是頻率FL處于負(fù)載電容CL,在這個(gè)頻率,晶體電抗X等于ω=2πFL,同樣,在這個(gè)頻率,石英諧振器和電容CL的串聯(lián)組合沒有電抗,由此產(chǎn)生的關(guān)系給出了a的頻率晶體作為其參數(shù)和負(fù)載的函數(shù)電容CL稱為晶體頻率方程式并且在指定時(shí)非常重要并了解晶體的運(yùn)作振蕩器,對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,頻率負(fù)載電容CL的FL很好地近似于表達(dá).

我們得到了一些簡單的定義石英晶體模型的結(jié)果,定義了三個(gè)無維度數(shù)量.介紹一些頻率音叉表晶和拉伸模式晶體的有用特性,推導(dǎo)出在這個(gè)范圍內(nèi)的精確表達(dá)式,在整個(gè)過程中,我們使用石英晶體之間的通常關(guān)系給定頻率及其角頻率對(duì)方,為了讓讀者了解這些水晶參數(shù)以及它們?nèi)绾坞S晶體類型而變化頻率,請(qǐng)記住給出的范圍在某些情況下可以超過這里,靜電電容具有有限的范圍變化,通常在1-3pF的精度偏差范圍.

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