晶体的物理特性,晶体谐振器等效电路及晶体谐振器应用注意事项

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石英晶体图片

石英晶体主要成分是二氧化硅,形成六方柱状晶体

晶体的压电效应

沿一定方向切割的石英晶片,当受到机械应力作用时将产生与应力成正比的电场或电荷,这种现象称为正压电效应;反之,当石英晶片受到电场作用时将产生与电场成正比的应变,这种现象称为逆压电效应。

除压电效应外,石英晶体还具有优良的机械特性、电学特性和温度特性,因此可用来设计制作振荡器和滤波器等,有优良的稳频和选频性能。

晶体谐振器等效电路

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其中,Co为静电容,L1为动态电感,C1为动态电容,R1为动态电阻。

石英晶体谐振器简称无源晶振,在使用时会与外部电路组成振荡电路,其振荡频率与整体的负载电容有关:

 

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负载电容由晶体谐振器两端的寄生电容Cs、输入电容Ci、输出电容Co、引线寄生电容、PCB引线寄生电容及外接电容等组成。因为引线寄生电容一般比较小,而恰当布线的PCB引线电容也不大,公式可以简化为:

 

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晶体谐振器的标称频率是晶振在理想工作条件下(工作温度为25℃及合适的外接电容)输出频率, 因此在晶体谐振器实际应用中一定要外接恰当的电容,以使总体的负载电容与晶体谐振器标称的负载电容一致,这样才能使其工作在相应的频率上,不然就会导致一定的频偏问题发生。

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