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石英晶体振荡器保护电子产品的安全至关重要

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最近不论在电视还是网络上引起关注的新闻就是MH370航班哪去了,一架从马来西亚飞往北京的飞机莫名其妙的消失了,而且消失的很彻底,连军方雷达都探测不到它的方位,在科技发达的时代,这的确是一件匪夷所思的事情,电子业的发达代表一个国家的强盛,从军工到生活都可以体现出来,中国在电子业中还是在发展中的国家,很多技术没国外成熟,但已经很接近,在世界电子行业中军工产品算是最先进的,卫星雷达是首位,所以这次飞机消失引起了那大的影响.前几天马来西亚政府宣布飞机找到了已经坠毁在南印度洋,对此康比电子全体同仁对遇难者表示沉痛哀悼.


雷达很多人都不陌生,主要工作是在天上传递信号和画面,功能是相当的强大,它本质上是电磁波,在真空中传播是靠光速,它们都是靠频率信号源传输和波长来传递信息.产生频率信号源最主要的是靠一颗电子元件有源晶振,它利用高频的振动频率来传出信号,这就是为什么卫星雷达在那么高的空中都能传会信息的原因.
有源晶振的结构比一般的石英晶体要复杂的多,石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振.其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的.
有源晶振的压电效应,若在石英晶振的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形.反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应.如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场.在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似.它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关.
石英晶体振荡器的符号和等效电路,当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个PF到几十PF.当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效.一般L的值为几十mH 到几百Mh.晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1Pf.晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100Ω.由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000.加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度.
从上述中我们了解到等效电路中的谐振频率有两种,可即(1)当L、C、R支路发生串联谐振时,它的等效阻抗最小(等于R).串联揩振频率用fs表示,石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性,(2)当频率高于fs时L、C、R支路呈感性,可与电容C.发生并联谐振,其并联频率用fd表示.根据石英晶体的等效电路,可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时,石英晶体呈容性.仅在fs<f<fd极窄的范围内,石英晶体呈感性.
石英晶振不断创新带给我们很多便利,也引领了国内电子业的蓬勃发展,虽说中国的电子业还比不上国外的先进,但是我相信国内电子厂家们会迎头赶上,康比电子也会开阔创新,积极进取,和全体电子厂商们共同努力进入国际电子巅峰行列.