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石英晶体与频率控制元件

石英由硅原子和氧原子组合而成,即二氧化硅(so2,以32点群的六方向晶系形成的单结晶结构

晶体结构.png

单结晶的石英晶体结构具有压电效应特性,当施加压力在晶体某些方向时,垂直施力的方向就会产生电气点位;相对的,当以一个电场施加在石英晶体某些轴向时,在另一些方向就会产生变成形变或振动现象。利用其发生共振频率的特性,发挥其精确程度作为各类频率信号的参考基准,就是晶体振荡器的设计与应用。

石英晶体是唯一具有以下系列特性的材料:

1、压电特性

2、具有零温度系列切型

3、具有应力补偿切型

4、高品质因素(高q

5、容易加工,在任何物质中可溶性低,除氟化物的腐蚀外,在正常条件下,不易破碎.


压电效应.png

压电效应表明了石英晶体的力学性质和电学的耦合。

 

由于石英具有很高q值,所以绝大部分的频率控制元件,都以石英材料为基础进行设计.

 

以石英为基础的频率控制元件依其压电振动的属性,可以分为体波振动元件及声表面波振动元件,体波振动元件如晶体谐振器、晶体振荡器、晶体滤波器,声表面波振动元件如声表面滤波器及声表面谐振器。