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深入解析石英晶体谐振器的工作原理

10/10 09:58
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晶发电子专注17年晶振生产,晶振产品包括石英晶体谐振器振荡器、贴片晶振、32.768Khz时钟晶振、有源晶振无源晶振等,产品性能稳定,品质过硬,价格好,交期快.国产晶振品牌您值得信赖的晶振供应商。

在电子技术领域,石英晶体谐振器(简称晶振)因其高稳定性和精确的频率控制能力而广泛应用于各种电子设备中。晶振的核心是其内部的石英晶体,它通过压电效应产生稳定的振荡。晶发电子将探讨石英晶体的特性、压电效应以及石英晶体谐振器的工作原理。

一、石英晶体的特性

石英是一种常见的矿物,其化学成分为二氧化硅(SiO2)。石英晶体属于六方晶系的氧化物矿物,其中低温石英(α-石英)是最常见的形式。石英晶体具有一个重要的物理特性——压电效应,即在受到机械压力或电场作用时,晶体会产生电荷或变形。

二、压电效应

压电效应是指某些晶体材料在受到机械应力时会产生电荷,或者在受到电场作用时会产生机械变形的现象。石英晶体就是一种典型的压电材料。当在石英晶体的两个电极上施加电压时,晶体会产生相应的机械变形;反之,当对晶体施加机械压力时,会在相应的方向上产生电场。

三、石英晶体谐振器的工作原理

石英晶体谐振器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件。以下是石英晶体谐振器的基本构成和工作原理:

  1. 晶片切割:从石英晶体上按一定的方位角切下薄片,常见的切割方式有AT切和BT切。

  2. 电极镀银:在晶片的两个对应面上镀银作为电极,并在电极上焊接引线。

  3. 封装将晶片加上封装外壳,常见的封装材料有金属、玻璃、陶瓷或塑料。

  4. 电谐振当在晶片的两极上加交变电压时,晶片会产生机械振动。这种振动又会产生交变电场。当外加交变电压的频率与晶片的自然谐振频率相匹配时,振幅会显著增加,这种现象称为压电谐振。

  5. 等效电路在晶片不振动时,可以将其看作一个平板电容(静电电容C),其大小与晶片的几何尺寸和电极面积有关。当晶片振荡时,其机械振动的惯性可以用电感(L)来等效,从而形成LC振荡电路

四、谐振频率的影响因素

石英晶体谐振器的谐振频率取决于晶片的切割方式、几何形状、尺寸等因素。这些因素决定了晶体的自然振荡频率,也就是晶振的输出频率。

石英晶体谐振器通过利用石英晶体的压电效应,实现了高稳定性和精确的频率控制。了解其工作原理对于电子工程师来说至关重要,以便在设计电子设备时能够正确选择和使用晶振,确保系统的可靠性和性能。随着电子技术的不断发展,石英晶体谐振器在未来的电子世界中将继续扮演着关键角色。

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JF晶振是由深圳市晶发电子有限公司是生产的自主品牌、公司2006年成立,是一家从事销售石英晶体谐振器、晶体振荡器以及从事晶体配套设备生产的高新技术企业。