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更多>>康比電子身為晶振廠家敘述石英晶振晶片設計概論
來源：http://m.jqhs.com.cn 作者：kbdzkj 2018年05月11
科技的快速發展，電子產品,高端智能產品都在隨之增長，而頻率元件制造商也在隨之增長，那么作為一個頻率元件制造商，應該知道哪些信息呢？下面就粗略的介紹一下關于石英片的設計
一、石英片設計的概論
1.長方形石英片的形狀、軸向和尺寸
一、石英片設計的概論
1.長方形石英片的形狀、軸向和尺寸
關于長方形石英片長度方向的選取有在X軸向和z’軸向兩種情況，參照圖3.6.1。
無論哪一種情況，都是以石英晶振元件的基礎理論為設計依據，但是為了使石英片的寬度(w)對厚度尺寸(t)之比減小，縮小邊比(w/t)就不能考慮無限平面片了。而是考慮有限平面片。也就是說要考慮有英片端面的影響，具體地說有時候由于端面波的反射，端面異狀位移成厚度切變振動激勵起其它的振動模式。根據邊比，厚度切變振動與其它振動模式有強烈的耦合，得不到穩定的振動，因此必須特別注意。
圖3.6.1石英片的兩種方位圖
所以在設計長方形石英片時，必須考慮到下列各項，以便得到穩定的振動：
1)厚度切變振動與其它振動的耦合；
2)貼片晶振頻率溫度特性隨邊比的變化；
3)在某一溫度下,CI死點的存在。
2.頻譜和邊比及頻率溫度特性
長度在X軸向石英片的設計(邊比在10以下時)，應該考慮的主振動模式是厚度切變振動和面切變振動等。關于這些，如以橫軸為邊比，把各振動模式的頻率變化畫成圖來表示，(模式圖)如圖3.6.2。
f—某一邊比下的頻率；¯f—邊比十分大的情況下的頻率；
w—石英片的寬度；t—石英片的厚度。
圖3.6.2長度在X軸向石英片的主振動模式圖
對于圖3.6.2中的情況，在兩種振動模式交點的邊比存在兩種模式的強烈耦合，為此就算是振動強也不穩定，應該避開這種邊比。為了確定邊比，除此之外，必須考慮頻率溫度特性。除上述交點邊比之外，還有兩種模式耦合(見圖3.6.3)，因此石英晶體振蕩器頻率溫度特牛性紊亂，存在一次溫度系數不等于“零”的邊比，見圖3.6.4。
f—某一邊比下的頻率；f—邊比十分大的情況下的頻率；w—石英片的寬度；
t—石英晶振片的厚度,t=1670/f_khz (黑點的直徑與振動大小成正比)實驗值。
圖3.6.3長度在X軸向石英片的特性曲線
圖3.6.4長度在X軸向石英片的一次溫度系數實驗值
因此在決定邊比時，要在模式圖上考慮這兩點來設計石英晶振片，然后查出使在溫度范圍內CI死點的邊比，存在C1外點時，梢微變化一出邊比，試驗性地確定最終邊比，這種工藝是必要的。
在實際進行設計時，利用圖3.6.3和圖3.6.4決定邊比的大概值，但是要注意寬度尺寸不要超過外盒的尺寸。
從圖3.6.3以看出，圖3.6.2所小的厚度切變振動，無論在哪種邊比情況下都能得到，但是把圖3.6.3和圖3.6.4結合起來，就能在特別小的邊比范圍內得到穩定的厚度切變振動。換句話說，很明顯1次溫度系數等于零的點不是連續存在的，而是以邊比大約為3、6、9那樣地周期性地出現，另外對于一次溫度系數隨邊比的變化為邊比越大，一次溫度系數變化越緩慢。
對于條片寬度的考慮：
(1)要考慮邊比的情況；
(2)寬度尺寸要在外盒內尺寸以內；
(3)為了得到較大的電極面積,要加大寬度尺寸。
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