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來源:http://www.fengxong.cn 作者:康比電子 2023年09月01
IQD石英晶體介紹
石英晶體在電子學(xué)中的重要性源于其極高的Q、相對較小的尺寸和優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。
石英晶體利用了石英的壓電特性。直接壓電效應(yīng)是指由于施加機(jī)械應(yīng)力而引起的某些材料的電極化。相反效應(yīng)是指施加電場在同一材料中產(chǎn)生的變形。在石英晶體中,在兩個(gè)電極之間放置一片石英薄片,以相對于晶體軸的適當(dāng)方向切割。施加在這些電極上的交流電壓會使石英同步振動。伴隨的電極化變化構(gòu)成了通過石英晶體諧振器的電位移電流。
當(dāng)施加電壓的頻率接近石英片的機(jī)械共振頻率之一時(shí),振動的振幅變得非常大。伴隨的位移電流也增加,因此器件的有效阻抗幅度減小。石英晶體作為頻率的快速變化是諧振晶體頻率變化的關(guān)鍵因素。
電上,石英晶振可以用圖1的等效電路表示,其中串聯(lián)組合R1、L1和C1表示壓電效應(yīng)對阻抗的貢獻(xiàn),C0表示電極之間的分流電容以及任何雜散保持電容。電感L1是石英質(zhì)量的函數(shù),而電容C1與其剛度有關(guān)。電阻R1是由于在石英和安裝裝置中的損失造成的。等效電路的參數(shù)可以測量到1%左右的精度。等效電路的電抗-頻率圖如圖2所示。關(guān)于晶體性能有許多相關(guān)的公式;第一個(gè)是fs。這是晶體串聯(lián)諧振的頻率,由:




校準(zhǔn)公差:
校準(zhǔn)公差是指晶體在特定溫度(通常為25°C)下的頻率的最大允許偏差。
頻率穩(wěn)定度:
晶體具有不穩(wěn)定性的原因有多種。溫度變化和質(zhì)量的物理變化導(dǎo)致稱為老化的長期漂移可能是我們最關(guān)心的。通過選擇適當(dāng)?shù)木w切割和(對于接近的公差要求)在晶體電路中包含溫度相關(guān)的電阻,或在一個(gè)小烤箱中將其保持在恒定的溫度,使溫度變化的影響最小化。
AT切割晶體是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的石英晶振,因?yàn)樗鼈兊念l率-溫度曲線家族很容易以低成本為除最苛刻的應(yīng)用之外的所有應(yīng)用提供良好的性能。
未補(bǔ)償?shù)腶t切割晶體可以指定從-10°C到60°C的±5ppm,更寬的溫度范圍需要更大的公差,如圖3所示,顯示了一個(gè)典型的at切割頻率-溫度曲線族。這些曲線可以用三次方程表示,并強(qiáng)烈地依賴于石英坯料的切割角。零溫度系數(shù)的點(diǎn)被稱為上、下轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過選擇切割角度,可以將一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)放置在需要的地方;另一個(gè)是固定的,因?yàn)閮烧叨际窃?0°-30°C范圍內(nèi)對稱的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間一起移動時(shí),它們之間的斜率變小。設(shè)計(jì)用于烤箱的晶體被切割,使上轉(zhuǎn)折點(diǎn)與烤箱工作溫度一致
圖4顯示了從幾個(gè)低頻切割中得到的頻率溫度曲線。j型切割可以在10kHz以下使用,而xy型貼片晶振切割可以在3kHz到85kHz之間使用。nt切割可在10 kHz范圍內(nèi)使用。DT切割適用于100 kHz至約800kHz,CT切割適用于300kHz至900kHz。
負(fù)載電容:
晶體可以由制造商在fr校準(zhǔn),其中它們出現(xiàn)電阻性(或fs非常接近fr),或者與電容負(fù)載共振,當(dāng)然它們必須出現(xiàn)感應(yīng)。后一種情況稱為負(fù)載共振,一般用符號fL表示;更具體地說,符號f30例如表示晶體以30pF電容負(fù)載共振的頻率。
晶體電抗曲線上需要校準(zhǔn)的點(diǎn)由電路配置決定。一般來說,振蕩器中的非反相保持放大器需要在fr時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn),而反相放大器需要在“負(fù)載電容”CL值下進(jìn)行校準(zhǔn)。后一種安排依賴于感應(yīng)晶體,連同它在共振時(shí)的負(fù)載電容,以提供進(jìn)一步的180°的相移。
最常見的例外是當(dāng)一個(gè)小電容器,例如曲索二極管,與晶體串聯(lián)在非反相放大電路,以提供一定程度的頻率調(diào)整。在這種情況下,晶體必須用該電容的平均值來校準(zhǔn)共振。
拉力能力:
晶體的可拉性是對給定負(fù)載電容變化下頻率變化的度量。這通常表示為其串聯(lián)諧振頻率(fr)與其負(fù)載諧振頻率(fL)之間的差值。這個(gè)偏移量可以使用分?jǐn)?shù)負(fù)載諧振頻率偏移量(DL)以百萬分之一計(jì)算,即給定CL值從fr到fL的實(shí)際頻率變化。

其中c1、c0和CL都用相同的單位表示。圖5顯示了頻率變化對負(fù)載電容變化的影響的典型曲線。
另外,通常將晶體的可拉性表示為每pF負(fù)載電容變化的ppm的修剪靈敏度。以ppm/pF表示:

其中C1、C0和CL在pF中,圖6中顯示了(C0 + CL)的不同值。

石英晶體在電子學(xué)中的重要性源于其極高的Q、相對較小的尺寸和優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。
石英晶體利用了石英的壓電特性。直接壓電效應(yīng)是指由于施加機(jī)械應(yīng)力而引起的某些材料的電極化。相反效應(yīng)是指施加電場在同一材料中產(chǎn)生的變形。在石英晶體中,在兩個(gè)電極之間放置一片石英薄片,以相對于晶體軸的適當(dāng)方向切割。施加在這些電極上的交流電壓會使石英同步振動。伴隨的電極化變化構(gòu)成了通過石英晶體諧振器的電位移電流。
當(dāng)施加電壓的頻率接近石英片的機(jī)械共振頻率之一時(shí),振動的振幅變得非常大。伴隨的位移電流也增加,因此器件的有效阻抗幅度減小。石英晶體作為頻率的快速變化是諧振晶體頻率變化的關(guān)鍵因素。
電上,石英晶振可以用圖1的等效電路表示,其中串聯(lián)組合R1、L1和C1表示壓電效應(yīng)對阻抗的貢獻(xiàn),C0表示電極之間的分流電容以及任何雜散保持電容。電感L1是石英質(zhì)量的函數(shù),而電容C1與其剛度有關(guān)。電阻R1是由于在石英和安裝裝置中的損失造成的。等效電路的參數(shù)可以測量到1%左右的精度。等效電路的電抗-頻率圖如圖2所示。關(guān)于晶體性能有許多相關(guān)的公式;第一個(gè)是fs。這是晶體串聯(lián)諧振的頻率,由:
校準(zhǔn)公差:
校準(zhǔn)公差是指晶體在特定溫度(通常為25°C)下的頻率的最大允許偏差。
頻率穩(wěn)定度:
晶體具有不穩(wěn)定性的原因有多種。溫度變化和質(zhì)量的物理變化導(dǎo)致稱為老化的長期漂移可能是我們最關(guān)心的。通過選擇適當(dāng)?shù)木w切割和(對于接近的公差要求)在晶體電路中包含溫度相關(guān)的電阻,或在一個(gè)小烤箱中將其保持在恒定的溫度,使溫度變化的影響最小化。
AT切割晶體是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的石英晶振,因?yàn)樗鼈兊念l率-溫度曲線家族很容易以低成本為除最苛刻的應(yīng)用之外的所有應(yīng)用提供良好的性能。
未補(bǔ)償?shù)腶t切割晶體可以指定從-10°C到60°C的±5ppm,更寬的溫度范圍需要更大的公差,如圖3所示,顯示了一個(gè)典型的at切割頻率-溫度曲線族。這些曲線可以用三次方程表示,并強(qiáng)烈地依賴于石英坯料的切割角。零溫度系數(shù)的點(diǎn)被稱為上、下轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過選擇切割角度,可以將一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)放置在需要的地方;另一個(gè)是固定的,因?yàn)閮烧叨际窃?0°-30°C范圍內(nèi)對稱的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間一起移動時(shí),它們之間的斜率變小。設(shè)計(jì)用于烤箱的晶體被切割,使上轉(zhuǎn)折點(diǎn)與烤箱工作溫度一致
圖4顯示了從幾個(gè)低頻切割中得到的頻率溫度曲線。j型切割可以在10kHz以下使用,而xy型貼片晶振切割可以在3kHz到85kHz之間使用。nt切割可在10 kHz范圍內(nèi)使用。DT切割適用于100 kHz至約800kHz,CT切割適用于300kHz至900kHz。
負(fù)載電容:
晶體可以由制造商在fr校準(zhǔn),其中它們出現(xiàn)電阻性(或fs非常接近fr),或者與電容負(fù)載共振,當(dāng)然它們必須出現(xiàn)感應(yīng)。后一種情況稱為負(fù)載共振,一般用符號fL表示;更具體地說,符號f30例如表示晶體以30pF電容負(fù)載共振的頻率。
晶體電抗曲線上需要校準(zhǔn)的點(diǎn)由電路配置決定。一般來說,振蕩器中的非反相保持放大器需要在fr時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn),而反相放大器需要在“負(fù)載電容”CL值下進(jìn)行校準(zhǔn)。后一種安排依賴于感應(yīng)晶體,連同它在共振時(shí)的負(fù)載電容,以提供進(jìn)一步的180°的相移。
最常見的例外是當(dāng)一個(gè)小電容器,例如曲索二極管,與晶體串聯(lián)在非反相放大電路,以提供一定程度的頻率調(diào)整。在這種情況下,晶體必須用該電容的平均值來校準(zhǔn)共振。
拉力能力:
晶體的可拉性是對給定負(fù)載電容變化下頻率變化的度量。這通常表示為其串聯(lián)諧振頻率(fr)與其負(fù)載諧振頻率(fL)之間的差值。這個(gè)偏移量可以使用分?jǐn)?shù)負(fù)載諧振頻率偏移量(DL)以百萬分之一計(jì)算,即給定CL值從fr到fL的實(shí)際頻率變化。
其中c1、c0和CL都用相同的單位表示。圖5顯示了頻率變化對負(fù)載電容變化的影響的典型曲線。
另外,通常將晶體的可拉性表示為每pF負(fù)載電容變化的ppm的修剪靈敏度。以ppm/pF表示:
其中C1、C0和CL在pF中,圖6中顯示了(C0 + CL)的不同值。
制造商零件編碼 | 制造商 | 系列 | 描述 |
LFXTAL082088REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 50.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082071RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL059597REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL069277REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 8.0000MHZ 20PF SMD |
LFXTAL059646REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 30.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL082070REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 13.5600MHZ 8PF SMD |
LFXTAL035267REEL | 進(jìn)口晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 24.5760MHZ 16PF SMD |
LFXTAL055293REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 14.7456MHZ 18PF SMD |
LFXTAL081613REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082130REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 37.4000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082125REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 25.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082074REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 27.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082087REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 40.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL084882REEL | IQD晶振 | IQXC-217 | 32.7680KHZ CRYSTAL IQXC-217 |
LFXTAL073170REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL069383REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 24.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082127REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 27.1200MHZ 8PF SMD |
LFXTAL050991REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 26.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL064296REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL069527REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 40.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL035268REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL059532REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 25.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL059627REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 38.4000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL081620REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 48.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL059477REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 12.8000MHZ 15PF SMD |
LFXTAL059531REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 24.5760MHZ 18PF SMD |
LFXTAL059615REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.3840MHZ 18PF SMD |
LFXTAL033643REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 14.31818MHZ 18PF SMD |
LFXTAL082076REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL081610REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 27.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL081608REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 24.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL069526REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082131REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 38.4000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL082129REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL059596REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 30.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL059815REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 27.1200MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082081REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 20.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL032878REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 12.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL051643REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD |
LFXTAL056346REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 12.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL083388RL3K | 貼片晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 12.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL078382REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL065460REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 30.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL026386REEL | IQD晶振 | 12SMX-B | CRYSTAL 14.31818MHZ 16PF SMD |
LFXTAL056055REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL050789REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD |
LFXTAL055901REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 8.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL055297REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 13.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL059537REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 40.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL056556REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 12.5000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL069944REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 12.0000MHZ 15PF SMD |
LFXTAL081612REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL081614REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 26.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL059632REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 40.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL026394REEL | IQD晶振 | 12SMX-B | CRYSTAL 20.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL035264REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL055951REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL035265REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 20.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL062461REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 27.1200MHZ 10PF SMD |
LFXTAL060258REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL026384REEL | IQD晶振 | 12SMX-B | CRYSTAL 12.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL083387RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 10.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL033645REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 40.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL078377REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 26.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL061677REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 32.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL078207REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL058124REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 24.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL081781REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 16.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL084883REEL | IQD晶振 | IQXC-217 | 32.7680KHZ CRYSTAL IQXC-217 |
LFXTAL069395REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 16.3840MHZ 10PF SMD |
LFXTAL069493REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 24.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082080REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 19.2000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL072543REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 27.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082078REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 50.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL053798REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 24.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL026396REEL | IQD晶振 | 12SMX-B | CRYSTAL 24.5760MHZ 16PF SMD |
LFXTAL059638REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 20.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL082069RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 12.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL059643REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 26.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL069390REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL082077REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 40.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL081865REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 26.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL055474REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 16PF SMD |
LFXTAL083138RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 8.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL058637RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL059611RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 13.5600MHZ 18PF SMD |
LFXTAL072541REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 27.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL071952REEL | IQD晶振 | CFPX-218 | CRYSTAL 12.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL072604REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL069882REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 12.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL069494REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 25.0000MHZ 10PF SMD |
LFXTAL053866REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 48.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL083408RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL068911REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 25.0000MHZ 18PF SMD |
LFXTAL083407RL3K | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 24.0000MHZ 12PF SMD |
LFXTAL059528REEL | IQD晶振 | CFPX-104 | CRYSTAL 16.3840MHZ 18PF SMD |
LFXTAL082132RL3K | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 40.0000MHZ 8PF SMD |
LFXTAL057997REEL | IQD晶振 | CFPX-180 | CRYSTAL 16.0000MHZ 10PF SMD |
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