《晶振知識培訓(xùn)》PPT課件

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1、技術(shù)員知識培訓(xùn)石英晶體常規(guī)技術(shù)指標(biāo)標(biāo)稱頻率晶體元件規(guī)范所指定的頻率。調(diào)整頻差基準(zhǔn)溫度時，工作頻率相對于標(biāo)稱頻率的最大允許偏離。常用ppm（1/106）表示。溫度頻差在整個溫度范圍內(nèi)工作頻率相對于基準(zhǔn)溫度時工作頻率的允許偏離。常用ppm（1/106）表示。諧振電阻（Rr）晶體元件在串聯(lián)諧振頻率Fr時的電阻值。負(fù)載電容（CL）與晶體元件一起決定負(fù)載諧振頻率FL的有效外界電容靜態(tài)電容（C0）等效電路靜態(tài)臂里的電容。它的大小主要取決于電極面積、晶片厚度和晶片加工工藝。它的常用計算公式為：C0=KC0×Ae×F0＋C常數(shù)KC0——電容常數(shù)，其取值與裝架

2、形式、晶片形狀有關(guān);Ae——電極面積，單位mm2；F0——標(biāo)稱頻率，單位KHz；C常數(shù)——常數(shù)，單位PF;動態(tài)電容（C1）等效電路中動態(tài)臂里的電容。它的大小主要取決于電極面積，另外還和晶片平行度、微調(diào)量的大小有關(guān)。它的常用公式為：C1=KC1×Ae×F0＋C常數(shù)KC1——電容常數(shù)；Ae——電極面積，單位mm2;F0——標(biāo)稱頻率，單位KHz;C常數(shù)——常數(shù)，單位PF;動態(tài)電感（L1）等效電路中動態(tài)臂里的電感。動態(tài)電感與動態(tài)電容是一對相關(guān)量，它的常用公式為：L1=1/(2πF0）2C1(mh)串聯(lián)諧振頻率（Fr）晶體元件電氣阻抗為電阻性的兩個頻率

3、中較低的一個。負(fù)載諧振頻率（FL）晶體元件與一負(fù)載電容串聯(lián)或并聯(lián)，其組合阻抗為電阻性的兩個頻率中的一個頻率。品質(zhì)因數(shù)（Q）品質(zhì)因數(shù)又稱機械Q值，它是反映諧振器性能好壞的重要參數(shù)，它與L1和C1有如下關(guān)系Q=wL1/Rr=1/wRrC1如上式，R1越大，Q值越低，功率耗散越大，而且還會導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定。反之Q值越高，頻率越穩(wěn)定。相對負(fù)載頻率偏置（DL）晶體負(fù)載諧振頻率相對于串聯(lián)諧振頻率的變化量DL=(FL-Fr)/Fr，可由下式近似計算：DL≈C1/2（C0＋CL）相對頻率牽引范圍（DL1,L2）晶體在兩個固定負(fù)載間的頻率變化量。D(L1,L2)

4、=│(FL1-FL2)/Fr│=│C1(CL2-CL1)/2(C0+CL1)(C0+CL2)│牽引靈敏度（TS）晶體頻率在一固定負(fù)載下的變化率。TS≈-C1*1000/2*（C0+CL）2激勵電平相關(guān)性（DLD）由于壓電效應(yīng)，激勵電平強迫諧振子產(chǎn)生機械振蕩，在這個過程中，加速度功轉(zhuǎn)化為動能和彈性能，功耗轉(zhuǎn)化為熱。后者的轉(zhuǎn)換是由于石英諧振子的內(nèi)部和外部的摩擦所造成的。摩擦損耗與振動質(zhì)點的速度有關(guān)，當(dāng)震蕩不再是線性的，或當(dāng)石英振子內(nèi)部或其表面及安裝點的拉伸或應(yīng)變、位移或加速度達到臨界時，摩擦損耗將增加。因而引起頻率和電阻的變化。加工過程中造成DL

5、D不良的主要原因——諧振子表面存在微粒污染。主要產(chǎn)生原因為生產(chǎn)環(huán)境不潔凈或非法接觸晶片表面；——諧振子的機械損傷。主要產(chǎn)生原因為研磨過程中產(chǎn)生的劃痕?！姌O中存在微?；蜚y球。主要產(chǎn)生原因為真空室不潔凈和鍍膜速率不合適?！b架是電極接觸不良；——支架、電極和石英片之間存在機械應(yīng)力。寄生響應(yīng)所有晶體元件除了主響應(yīng)（需要的頻率）之外，還有其它的頻率響應(yīng)。減弱寄生響應(yīng)的辦法是改變晶片的幾何尺寸、電極，以及晶片加工工藝，但是同時會改變晶體的動、靜態(tài)參數(shù)。寄生響應(yīng)的測量⑴SPDB用DB表示Fr的幅度與最大寄生幅度的差值；⑵SPUR在最大寄生處的電阻；

6、⑶SPFR最小電阻寄生與諧振頻率的距離，用Hz或ppm表示。加工難度大的指標(biāo)調(diào)整頻差小于+/-5PPM。溫度范圍寬頻差窄的。有Q值要求的。49S晶體矮殼的。有C0、C1、TS的。晶體測量設(shè)備目前晶體測試儀組成方式多為網(wǎng)絡(luò)分析儀（或廠家自制網(wǎng)絡(luò)分析卡）加專用軟件。測試功能強,幾乎所有的晶體參數(shù)全能測出。目前世界晶體行業(yè)公認(rèn)的設(shè)備廠商有美國S&A公司、香港科研公司，他們的設(shè)備準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、應(yīng)用面廣。美國S&A公司測試設(shè)備250A350A350B250B香港科研公司測試設(shè)備KH1200KH1102KH3020KH3288石英晶體應(yīng)用過程中應(yīng)注

7、意的問題防止對晶體破壞石英晶體的心臟部件為石英晶片，它隨晶體頻率的增加而變薄，因此對于中、高頻晶體在使用、運輸過程中應(yīng)避免發(fā)生劇烈沖擊和碰撞。以防因晶片破裂而造成產(chǎn)品失效。石英晶體是靠導(dǎo)電膠連接基座和晶片的。導(dǎo)電膠的主要成分是銀粉和環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂在高溫下會失效。因此建議石英晶體應(yīng)避免在150℃以上長時間存放。規(guī)定工作溫度范圍及頻率允許偏差工程師可能只規(guī)定室溫下的頻差。對于在整個工作溫度范圍內(nèi)要求給定頻差的應(yīng)用，還應(yīng)該規(guī)定整個工作溫度范圍的頻差，規(guī)定這種頻差時，應(yīng)該考慮設(shè)備引起溫升的容限。規(guī)定整個工作范圍內(nèi)頻差的基本方法有兩種：⑴規(guī)定整個溫

8、度范圍內(nèi)的總頻差，如：-20-70℃范圍總頻差為±50ppm，這種方法一般用于具有較寬頻碴而不采用頻率微調(diào)的場合。⑵規(guī)定下列部分的頻差：a.基準(zhǔn)溫度下的頻差為±20