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使用不同切割方式的晶振有什么不一样?

来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛鑫电子 2019年04月13
   我们都知道石英晶体和贴片振荡器都要经过几十道加工程序,才能完整的使用,形状的几个步骤很重要,尤其是切割方式,对晶振的频率,特性,性能都有很大的影响。目前应用到晶振身上的切割方法有这几种,分别是AT切割,BT切割,DT切割,SC切割,GT切割,CT切割和SL切割等,今天我们主要讲其中的3种。
   表面剪切Oscillator的谐振频率由大多数方形或矩形谐振器的边缘长度确定。对于不同表面剪切类型的不同切割方向,不同的方向弹性值s55导致不同的频率常数N.这导致石英晶体外壳HC-6/U的优选频率范围,其通常在该频率范围内使用:

部分 频带 N=fl
DT-剪切 180至350kHz 2070kHzmm
CT-切割 300至1000kHz 3070kHzmm
SL-切 400至800kHz 4600kHzmm
图2.18区域剪切振荡器
CT1.jpg
   谐振器厚度d在等效电路图中确定静态和动态电容的大小,因此,在具有一定振动质量Q=1/2BfR1C1的情况下,谐振电阻R1。对于具有大多数较高石英负载的振荡器应用,产生较厚的谐振器,并且对于在低负载下期望最高可能的动态电容C1的滤波器应用,使用较薄的石英晶体谐振器
   通过抽空石英振荡壳体,可以减小谐振器的衰减。因此,“真空晶体”具有较低的阻抗,但不如具有惰性气体填充外壳的石英强。
   与弯曲摆和拉伸有源的贴片晶振一样,振动器安装在它们的节点中(保持)。在振动节点的位置处,线对通常通过焊接安装在振动器上。使用这些电线,振动器安装在石英支架中。紧固线必须吸收外部振动和冲击。这可能发生在焊点大的拉应力下。由于振动的点状节点表示等于零的表面积,因此这种连接是足够的强度和由支架系统对振动频率和阻尼的影响之间的折衷。
表面剪切振荡器的电气特性:

部分 DT CT SL
频带 180~350kHz 300~900kHz 350~1000kHz
共振电阻(常压) 1000~2000S 500~2000S  
共振电阻(真空) 150~400S 100~800S 70~500S
dyn.Kapazität 5~50fF 5~50fF 5~50fF
容量比 =350~450 =350~900 =350~600
温度响应 a=2~4@10-8//C a=4.5~6.5@10-8//C a=3.5~4@10-8//C
转折点 T0=-10~60/C±5/C T0=0~90/C±5/C T0=-10~80/C±5/C
频率的温度依赖性:
   除了AT切割,SC切割和GT切割外,石英晶体具有抛物线温度与频率的关系。这意味着,从低温开始,首先频率增加,直到指定为T0的温度作为反转点的温度。随着温度进一步升高,频率再次降低。这种频率-温度行为可用抛物线方程描述:(图2.19)
CT2.jpg
   对于温度系数TK,在该技术中定义了每个温度单位的一个变化,在我们的情况下,每摄氏度的相对频率变化。但这将是某一温度下频率-温度曲线的斜率;或者,从数学上讲,上述关系的一阶导数。因此,在拐点的温度下,温度系数TK=0表示温度系数在大多数情况下是不合适的。最好在要定义的温度范围内指定最大频率变化。抛物线开口常数a由所使用的石英切口给出,并且还受到影响参数的制造公差的影响。通过在一定限度内适当选择切割角度可以影响转折点的温度。在这里,也必须考虑制造公差。

部分 T0 a
X 0~45℃ 4@10-8/°C2
XY 10~50℃ 4@10-8/°C2
CT 0~90℃ 5@10-8/°C2
DT -10~60℃ 2@10-8/°C2
SL -10~80℃ 4@10-8/°C2
NT -10~50℃ 5@10-8/°C2
CT3.jpg
图2.19频率的温度响应
   石英晶体和石英晶体振荡器都是目前常见且重要的电子元器件,国内外各大晶振厂家和工程师对晶振的研究和开发从未停止过,这几年也越来越多新型的振荡器类型或者新技术诞生。但是采用的切割方式基本上都是以上提到的这几种,不同类型的谐振器和振荡器,使用的切割方法也不一样,需要详情资料可登录金洛鑫电子官网http://www.jinluodz.com/,这里有最新最全的晶振相关信息和技术资料。
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