那些年錯失的晶振財富是時候撿回來了！

  隨著電子行業(yè)的高速發(fā)展、晶振行業(yè)也可謂是潛力無限。隨著現(xiàn)在很多技術(shù)人員只知道一些產(chǎn)品可以通用，卻忽略了很多細節(jié)。這是一篇對石英晶體比較詳細的介紹。壓電材料，尤其是石英，具有將電能轉(zhuǎn)換成機械能的性質(zhì)，反之亦然。 在技術(shù)應用中，通過施加交變電場來利用這種效果，這將使材料振動并隨后機械地共振。 該電反應允許用作具有非常高的品質(zhì)因數(shù)Q和低溫度系數(shù)的電諧振器。

  可以制造具有不同特性的不同石英晶振切口。 切口由圍繞晶軸的兩個旋轉(zhuǎn)角度phi和θ限定。 最常見的切割是單旋轉(zhuǎn)AT切割（phi=0°）和雙旋轉(zhuǎn)SC切割（phi =22°）。 兩種情況下的θ角約為34°。 其他雙旋轉(zhuǎn)切口如MSC-，IT-，FC-，LD-也適用于特殊應用。

  石英晶體諧振器的有源元件是一個機械振動板（“晶體元件”），由單晶石英切割而成，具有與晶軸的精確定向。諧振器在高真空下用鋁，銀或金電極電鍍，并用冷焊或電阻焊接工藝氣密密封到合適的外殼中。 元件的物理尺寸及其與軸的方向?qū)⑻貏e決定諧振頻率，其初始精度，電氣特性和溫度系數(shù).KVG生產(chǎn)AT和SC-Cut晶體（和其他），這是最廣泛使用的切割，提供800kHz至300MHz的頻率范圍和出色的頻率 - 溫度特性。

  晶體的頻率與元素的厚度成反比，對于機械加工，這導致在基模上工作的晶體的頻率上限約為50MHz。為了在基模中達到更高的頻率，KVG還產(chǎn)生化學蝕刻的反轉(zhuǎn)晶體，其中諧振器的中心部分被蝕刻成具有低至10微米的厚度。許多不同的參數(shù)對最終的石英晶振特性有影響。元件的厚度和直徑，電極直徑，電極材料以及支架，密封方法等。晶體元件可以平行或成型（具有斜面，平凸或雙凸）制造。輪廓是必要的，以防止邊緣效應。 可以在晶體元件的一側(cè)或兩側(cè)上制造曲率半徑，以將能量捕獲在諧振器的中心。也可以通過質(zhì)量加載進行捕獲。

  高頻晶體在厚度剪切振動中振動，可以在基本或奇數(shù)泛音模式下激發(fā)。 泛音的運動電容C1n隨著泛音的階數(shù)n而減小，并且近似由CnCn111>>2給出。因此，泛音晶體的比率CO/C1比基本模式下的晶體大得多，并且拉動范圍減小了大約n3倍。在VCXO晶振中使用的晶體，需要寬的拉動范圍，因此在基本模式下工作。

不需要的響應和不和諧（偽模式）

  所有晶體諧振器都為每個泛音產(chǎn)生一種主模式，即主要模式，即厚度剪切振動以及不需要的響應，其是在諧振頻率之上的非諧振厚度剪切模式。除了常用的厚度剪切C模式之外，還存在另一種稱為B模式的厚度剪切模式。它具有比C模式更高的頻率和通常更低的運動阻力，但具有更大的溫度系數(shù)。有時需要過濾此模式以使振蕩器在C模式下工作。進一步不需要的模式是剪切，彎曲，厚度和扭曲振動，其可以出現(xiàn)在所需的共振頻率之上和之下。

  通過正確的石英晶體振蕩器設(shè)計，不需要的模式很少會引接近諧振頻率的不需要的模式會影響振蕩器的啟動行為，或?qū)е略谶\行期間轉(zhuǎn)換到錯誤的頻率。其他不希望的影響是由不需要的模式引起的頻率和電阻隨溫度下降。雜散模式通常被指定為非諧振模式的諧振電阻與主模式電阻的比率。KVG必須具有關(guān)于測試電路（例如π網(wǎng)絡或測量電橋）的詳細信息以及關(guān)于寄生模式的頻率范圍。