石英晶体基本常识|石英晶振工作原理|晶振等效电路-凯发真人娱乐k8

　　01、石英晶体的结构

　　利用石英晶体(quartz-crystal)的压电效应制成的一种谐振器件。石英本质是矿物质硅石的一种，化学成分是sio2，从一块晶体上按一定的方位角切割成的薄片称为晶片

　　形状是呈角锥形的六棱结晶体,具有各向异性的物理特性。按其自然形状有三个对称轴,电轴x,机械轴y,光轴z。

　　石英晶体及横断面

　　石英谐振器中的各种晶片，就是按照各轴不同角度,切割成正方形、 长方形、 圆形、 或棒型的薄片,如图

　　02、石英晶体的基本特性

　　(1) 石英晶体特有的正、 反两种压电效应

　　正压电效应：当沿晶体的电轴或机械轴施以张力或压力时， 就在垂直于电轴的两面上产生正、 负电荷， 呈现出电压。

　　负压电效应：当在垂直于电轴的两面上加交变电压时， 晶体将会沿电轴或机械轴产生弹性变形( 伸张或压缩) ， 称为机械振动。

　　(2) 石英晶体具有谐振回路的特性

　　石英晶体存在着固有振动频率。

　　当晶体几何尺寸和结构一定时， 它本身有一固定的机械振动频率。当外加电信号频率在此自然频率附近时， 就会发生谐振现象。它既表现为晶片的机械共振， 又在电路上表现出电谐振。

　　这时有很大的电流流过晶体， 产生电能和机械能的转换。

　　(3) 具有较小的频率温度特性

　　石英晶体温度系数小和低噪声

　　石英晶体振荡器的频率稳定度可达到10 -5数量级以上， 具有很高的品质因数， 产生几十khz几百mhz的振荡频率。

　　03、石英晶体的等效电路

　　当晶体不振动时， 可以看成是一个平板电容器co， 称为静电电容。co与晶片的几何尺寸和电极面积有关。

　　co——静态电容和支架引线等分布电容之和， 一般约2～5pf。

　　cq ——动态电容， 表征晶体的弹性， 值很小， 在10﹣² pf以下。

　　lq ——动态电感， 表征晶体的质量， 值较大， 在几十mh ～几百h。

　　rq ——动态电阻，机械摩擦和空气阻尼引起的损耗， 阻抗很小，几～几百欧ω。

　　lq1、cq1、rq3——晶体基频等效电路。

　　clq3、lq3、rq3——晶体三次泛音等效电路。