石英晶體,有天然的也有人造的,是一種重要的壓電晶體材料。石英晶體本身并非振蕩器,它只有借助于有源激勵(lì)和無(wú)源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩。SPXO主要是由品質(zhì)因數(shù)(Q)很高的晶體諧振器(即晶體振子)與反饋式振蕩電路組成的。石英晶體振子是振蕩器中的重要元件,晶體的頻率(基頻或n次諧波頻率)及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結(jié)構(gòu)、(金屬殼)封裝及其等效電路。只要在晶體振子板極上施加交變電壓,就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng),此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí),就會(huì)發(fā)生壓電諧振,從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。
晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性,它是決定振蕩器價(jià)格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價(jià)格亦愈高。工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40~ 75℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣,倘若-30~ 70℃已經(jīng)夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍。設(shè)計(jì)工程師要慎密決定特定應(yīng)用的實(shí)際需要,然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標(biāo)過(guò)高意味著花錢愈多。晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會(huì)使輸出頻率按照對(duì)數(shù)曲線發(fā)生變化,也就是說(shuō)在產(chǎn)品使用的年,這種現(xiàn)象才為顯著。例如,使用10年以上的晶體,其老化速度大約是年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況,也可以采用調(diào)節(jié)的辦法解決,比如,可以在控制引腳上施加電壓(即增加電壓控制功能)等。
在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中,石英晶體振蕩器的價(jià)值得到了更廣泛的體現(xiàn),同時(shí)也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>
隨著電視技術(shù)的發(fā)展,近 來(lái) 彩電多采用500kHz或503kHz的晶體振蕩器作為行、場(chǎng)電路的振蕩源,經(jīng)1/3的分頻得到15625Hz的行頻,其穩(wěn)定性和可靠性大為提高。而且晶振價(jià)格便宜,更換容易。