晶體諧振器的壓電效應(yīng)

石英晶體諧振器之所以有選頻特性，是因?yàn)槠渚哂小皦弘娦?yīng)”和“壓電諧振”現(xiàn)象，即在外加信號(hào)頻率不同時(shí)，它可以呈現(xiàn)出不同的電抗特性，壓電效應(yīng):機(jī)械力-----電荷電場(chǎng)

在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械玉力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)

壓電諧振:交變電壓一頻率相同的變形振動(dòng)一交變電荷一回路中形成電流

什么是晶體振蕩器

有一些電子設(shè)備需要頻率高度穩(wěn)定的交流信號(hào)，而LC振蕩器穩(wěn)定性較差，頻率容易漂移（即產(chǎn)生的交流信號(hào)頻率容易變化）。在振蕩器中采用一個(gè)特殊的元件——石英晶體，可以產(chǎn)生高度穩(wěn)定的信號(hào)，這種采用石英晶體的振蕩器稱為晶體振蕩器。

在石英晶體上按一定方位切下薄片，將薄片兩端拋光并涂上導(dǎo)電的銀層，再?gòu)你y層上連出兩個(gè)電極并封裝起來(lái)，這樣構(gòu)成的元件叫石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱石英晶體，在他的外圍加上起振電路就是晶體振蕩器了。

晶體振蕩器市場(chǎng)規(guī)模

    近幾年，由于整個(gè)晶體振蕩器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格下滑，其營(yíng)收額增長(zhǎng)幅度十分有限，2014年晶體振蕩器市場(chǎng)營(yíng)收為21.5億美元，預(yù)計(jì)2015年到2020將年復(fù)合增長(zhǎng)5％，2020達(dá)到30億美元。其中亞太區(qū)2014年晶體振蕩器市場(chǎng)營(yíng)收11.3億美元，預(yù)計(jì)2015年到2020將年復(fù)合增長(zhǎng)9％，2020達(dá)到18億美元。

   國(guó)內(nèi)晶體振蕩器行業(yè)近幾年發(fā)展穩(wěn)定，年產(chǎn)值約占總產(chǎn)值的百分之三十左右，位居世界前沿。受?chē)?guó)內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)影響，我國(guó)晶體振蕩器產(chǎn)業(yè)雖然仍在繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)，但增幅狀態(tài)較比之往年有所回落。

晶振

石英晶體諧振器的符號(hào)和等效電路如圖2所示。當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí)，可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C，它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān)，一般約幾個(gè)PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH。晶片的彈性可用電容C來(lái)等效，C的值很小，一般只有0.00020.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來(lái)等效，它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大，可達(dá)1000～10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān)，而且可以做得準(zhǔn)確，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。