石英晶体谐振器—主要功能性材料竟然是它!

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石英晶体谐振器—主要功能性材料竟然是它!

作者:扬兴晶振
日期:2020年03月17日 18:08
浏览量:8306
 石英晶振,是石英晶体谐振器的简称,是石英晶体元器件的核心产品,是利用电信号频率等于石英晶片固有机械谐振频率时晶片因压电效应产生谐振现象的原理制成的谐振器件。晶振是用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定、精确的单频振荡器,是核心的时间元件和频率元件。
石英晶体元器件主要功能性材料

  石英晶体元器件的主要功能性材料是二氧化硅(SiO2)结晶体,其形态规则、晶莹、透明,因此也被称为“水晶”。水晶具有稳定的物理化学特性,它不仅是较好的光学材料,而且是较好的压电材料。水晶材料在外部压力的作用下产生形变,同时产生电极化,极化强度与压力成正比,这种特性被称为“正压电效应”。反之,当将电场作用于水晶材料时会产生形变,形变大小随电场强度成正比,此特性被称之为“逆压电效应”,此效应的存在使得水晶材料在电场作用下产生应力而形变,从而产生机械振动,获得特定的频率。

石英晶体谐振器类别

  低频晶体谐振器的主要频率范围为KHz级,因其水晶材料采用音叉形状切割工艺,也被称为音叉晶体谐振器。而
高频晶体谐振器的主要频率范围为MHz-GHZ级。

  石英晶振—使用最广泛的时间和频率元件

  上世纪六、七十年代以来,随着世界电子科技水平的迅猛发展,世界石英晶体谐振器市场迎来了持续快速的增长。作为标准频率源或脉冲信号源,石英晶体谐振器提供了高精度的频率基准,逐步由高端军用电子设备应用拓展到民用电子产品的广阔领域中,被广泛的应用于消费类电子产品、小型电子类产品、资讯设备、移动终端、网络设备和汽车等领域,成为电子工业的基础元器件。基于其优良的特性和低成本的优势,石英晶体谐振器在未来较长的时期内是其他元器件所难以替代的。在日本,石英晶体谐振器被称为“工业之盐”。

石英晶振—使用最广泛的时间和频率元件

   晶振在5G应用趋势—高频化、小型化

  石英晶振是5G技术中最核心的电子零部件,作用是提供基准时钟信号,以及接收传输信号。由于5G对使用网络设备要求非常高,网络设备所要处理的数据工作量大,而设备电路中需要通过晶振与其他元件的配合使用下达命令从而获得脉冲信号源得以工作,这就意味着5G对晶振稳定性、可靠性有很高的要求。为了满足5G的要求,智能产品要配置高端快速的5G产品就必须搭配高精度的小型贴片晶振,基于目前市场行情的需求,晶振将朝着高频化、小型化的方向发展。

晶振封装尺寸趋势

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晶振与晶体相比,最为突出的一点就是只要上电,就直接输出时钟信号。时钟信号的电平也多种多样,支持的电平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。在选型中,应根据所需时钟电平的种类选择相应的晶振。
RTC只能对跑快进行校准,不能对跑慢进行校准。如果手表晶振的标称频率是32768Hz,设其可能的误差范围是±2Hz,则实际频率会在32766Hz-32770Hz之间。如果RTC的内部分频系数设定为32768,则32768Hz是不需要校准的频率,32768Hz-32770Hz是可以校准的频率(最大校准能力大概是32772Hz)。
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