石英晶振晶片是從一塊晶體上按一定的方位角切下的薄片,可以是圓形或正方形,矩形等.按切割晶片的方位不同,可將晶片分為AT、BT、CT、DT、X、Y等多種切型.不同切型的晶振晶片其特性也不盡相同,尤其是頻率溫度特性相差較大.

晶振晶片的兩個對應表面上涂敷銀層,由晶振晶片支架固定并引出電極.晶振晶片支架分為焊線式和夾緊式兩種.通常,中、低頻石英晶體振蕩器采用焊線式晶片支架,而高頻石英晶體振蕩器采用夾緊式晶片支架.

   臺灣晶技晶振英文名稱TXC晶振,成立于1983年,專業生產石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器,石英晶體振蕩器,有源晶振等頻率元件.所生產的晶振產品具有起振快,高品質,低損耗,高精度等特點,是國內上百家大型知名企業指定晶振品牌.

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石英晶體諧振器是利用石英晶體的壓電效應制成的一種諧振器件,其基本結構為:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極,在每個電極上各焊根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體振蕩器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。圖2.1是石英晶振結構圖。圖22是一種金屬外殼封裝的石英晶體結構示意圖。

石英晶振晶體的壓電效應

若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產生機械變形。反之,若在晶振晶片的兩側施加機械壓力,則在晶片相應的方向上將產生電場,這種物理現象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時石英晶振晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下,晶振晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方向、幾何形狀、尺寸等有關。

石英晶振晶體的符號和等效電路

石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖23所示。當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個pF到幾十pF。當石英晶體諧振時,機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH.晶振晶片的彈性可用電容C來等效,C的很小,一般只有0.0002~0.lpF。

晶振晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效, 它的數值約為100g。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質因數Q很大,可達1000~10000。加上晶振晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方向、幾何形狀、尺寸有關,而且可以做得精確,因此利用石英晶體諧振器組成的諧振電路可獲得很高的頻率穩定度。

石英貼片晶振在安防系統中的作用至關重要.比如上面我們所提到的感應卡門禁內部就有用到圓柱晶振32.768K系列,這里大多客戶會選擇5PPM,10PPM高精度晶振,比如VT-200-F精工晶體,C-002RX愛普生晶振等2x6mm都是客戶優先選擇的對象.

安防系統中的視頻監控用到比較多的就是32.768K貼片晶振,這里根據種類可選擇3215晶振封裝,4115晶振封裝,7015晶振封裝,常見型號比如SC-32S晶振,MC-146晶振,SSP-T7晶振,DST310S晶振,MC415晶振等等.MHZ晶振系列常用封裝有3225貼片晶振,2520貼片晶振等,16M石英晶振,26M石英晶振等頻率是較為常用的,在監控攝像中起到存儲作用,小小的體積滿足網絡攝像對于小型化的要求,具有精度穩定,低功耗,高可靠使用特性等優勢.

關于智能家居中用到的晶振有興趣可以到億金新聞動態中查看,在前面的文章中我們有提到過關于貼片晶振的用途以及智能家居中用哪些石英貼片晶振.更有晶振選型,晶振原廠代碼等資料信息免費提供下載.

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GPS定位系統是靠車載終端內置SIM通過移動GPRS信號傳輸到后臺來實現定位。在遠的地方定位人的行蹤。GPS衛星定位系統的前身是美軍研制的一種“子午儀”導航衛星系統，GPS全球定位系統是20世紀70年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航GPS定位系統。
GPS定位系統工作原理是由地面主控站收集各監測站的觀測資料和氣象信息,計算各衛星的星歷表及衛星鐘改正數,按規定的格式編輯導航電文,通過地面上的注入站向GPS衛星注入這些信息。測量定位時,用戶可以利用接收機的儲存星歷得到各個衛星的粗略位置。根據這些數據和自身位置,由計算機選擇衛星與用戶聯線之間張角較大的四顆衛星作為觀測對象.

GPS接收機正常工作的條件是至少同時可以接收到4顆衛星的有效信號,當接收到的衛星個數少于4顆時,定位和定時信息是不準確的甚至是錯誤的。出現這樣的原因一般有:個別衛星退出工作、天線安裝位置不當、衛星故障等, 這些都有可能造成接收到有效信號的衛星個數過少。

而且有實驗證明即使將接收天線從接收機上拔掉,在其后的很長一段時間內GPS接收機仍有PS輸出,但此時的1PS與UTC已經有很大的差別,由此可見,GPS接收機完全有可能輸出錯誤的lPPS信號。另外,信號在傳遞過程中受到來自外界電磁信號的干擾,GPS接收機輸出的1PPS信號中可能含有毛刺,導致偽1PPS信號的產生,從而導致系統的誤動作,因此有必要采取抗干擾措施。這里采用硬件開窗方法消除干擾2,原理如圖4.1所示。

圖中的CLK信號由高穩定度的恒溫晶振提供,在系統上電復位后,啟動單片機的串行通訊口,接收GPS信息,根據解碼信息中的工作狀態指示判斷PPS的有效性。當初始觸發分頻信號到來之后,通過控制信號設置FPGA中的計數器在接收到的GPS1PS上升沿的附近產生一個短時間的高電平窗口信號,相當于一個與門,過濾掉窗口外的干擾信號。

另外,通過單片機自帶的外部中斷模塊來對去掉干擾后的PPS信號的上升沿進行檢測,根據檢測結果判斷GPS接收機是否正常工作,來決定系統的工作模式是馴服模式還是保持模式,具體消除1PS中干擾脈沖的波形圖如圖4.2所示。

下面主要介紹處理干擾時的重點:

1.初始觸發分頻信號的判斷

系統初始化后,用單片機的外部中斷連續三次檢測來自GPS接收機的1PPS信號,如果三次都檢測到則給出初始觸發分頻信號。

2.設置合理的“窗口”信號

由于OCXO恒溫晶振的輸出頻率比較穩定,當初始觸發分頻信號到來吋刻起,利用FPGA中的計數器和OCXO石英晶體振蕩器輸出的倍頻信號可以大致計算出下一個有效PPS脈沖的到來時刻,經過(1-△)秒后打開“窗口”,在計算得到的第二個PPS脈沖的到來時刻

后的M秒后關閉該“窗口”,只要M選擇得足夠小,則抗干擾效果就非常的明顯。

3.GPS信號的失效檢測及處理

對于整個馴服系統來說,GPS信號丟失會產生嚴重的后果,原因可能是接收機接收到的衛星個數少于四顆,如上面所說的天線的安裝問題等,使接收機處于非正常工作狀態。或者是GPS接收機與單片機模塊或者與門邏輯的接口出現問題,使GPS秒脈沖信號或時間狀態信息不能正常傳輸。

假如是第一種情況,接收模塊可通過GPS接收機串口輸出的狀態信息判斷其輸出信號是否失效,后面的軟件程序作出相應的處理。假如是第二種情況,屬于兩種功能模塊之間的通信故障,系統相關模塊不可能從GPS接收模塊獲得GPS的工作狀態信息或者秒脈沖信號,GPS_1PPS秒脈沖入口處的電平不會出現任何變化。

此時,相關模塊必須有獨自判斷GPS是否失效的能力。可以在“窗口”信號開通期間使用單片機相關外部中斷模塊,如果沒有檢測到正確跳變,說明GPS信號失效;如果“窗口”信號開通期間相關中斷模塊能捕捉到正確跳變,則說明GPS信號可能已恢復正常,此時系統可以繼續對恒溫晶體振蕩器OCXO進行校準。

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恒溫晶振(OCXO)介紹

恒溫晶體振蕩器OCXO( Oven Controlled Crystal Oscillator),是目前頻率穩定度和精確度最高的石英晶體振蕩器。它在老化率、溫度穩定性、長期穩定度和短期穩定度等方面的性能都非常好,作為精密的時頻信號源被廣泛用于全球定位系統通信、計量、頻譜及網絡分析儀等電子儀器中。目前,絕大多數高穩定度石英晶體振蕩器都采用了將晶體恒溫的方法,使用精密的恒溫控制槽,將槽內溫度調節到晶體諧振器的零溫度系數點上。這樣,能最大限度地克服溫度對晶體振蕩器頻率的影響,被廣泛用作標準頻率源。恒溫晶體振蕩器包括以下幾個基本組成部分。

1.高精密的石英諧振器

石英諸振器是振蕩電路的核心元件。正確選擇切角是制作頻率溫度系數好的石英諧振器的必要條件,特別是在寬溫度范圍內使用的石英晶體諧振器更是如此。目前恒溫晶體振蕩器中常用的石英諧振器有AT切和SC切兩種。它們具有頻率溫度系數小,Q值高,老化效應小等特點。

2.穩定的振蕩電路

由于恒溫晶體振蕩器要求頻率穩定度高,除了在控溫電路方面要達到一定的控溫精度外,振蕩電路本身穩定性也是起決定性作用的。恒溫晶體振蕩器中振蕩電路的基本功能就是把直流電能轉變成具有一定頻率、幅度且頻率高度穩定的交流電能,這種轉換是在石英諧振器的參與下進行的。其中最突出的問題就是頻率的穩定性。所以分析、設計振蕩電路都以此為前提。

3.結構完善、溫控良好的精密恒溫箱

精密恒溫箱是由恒溫槽,溫度控制電路及其它輔助裝置組成的恒溫系統。在晶體振蕩器中,用來使石英諧振器和有關電路元件保持恒溫。其作用是把石英晶振,石英諧振器的溫度穩定在石英諧振器的拐點溫度處,從而充分發揮拐點溫度附近石英諧振器的頻率溫度系數小的特性,使其得到合理使用。設計一個符合要求的恒溫槽和選擇一個性能良好的溫度控制電路對穩定頻率起著舉足輕重的作用。因此一個高穩定的晶體振蕩器,不但應具有穩定的振蕩電路,而且還必須有性能良好的恒溫箱來保證其頻率的穩定,兩者缺一不可。隨著對晶體振蕩器穩定度要求的逐步提高,對恒溫箱的控溫精度要求也越來越高,目前,頻率穩定度在100~10量級的晶體振蕩器,其恒溫箱的溫度控制精度應在0.001℃以內。

隨著通信技術的不斷提高,對恒溫晶振的要求越來越高,使其不斷向著高精度與高穩定化,低噪聲與高頻化、低功耗、快啟動、小型化方向發展。

晶振的相關數學定義

假設晶振輸出信號為正弦波,其數學模型可以表示為:

式中VO為標稱峰值輸出電壓,§(t)為幅度偏移,φ(t)為相位偏差,fr為標稱頻率。

瞬時頻率為:

相對頻率偏移為：

式中x(t)=為時間偏差,由式(2-7)可以得到：

瞬時頻率的常用公式為:

式中f(t)為t時刻的瞬時頻率值,fO為t=0時刻的頻率值,fr為標稱頻率,D(t)為頻率漂移率。

由式(2-7)和(2-9)可推導出:

式中,y為初始相對頻率偏差。

由式(2-8)和(2-10)可以得到:

式中,x為初始時間偏差,也叫做同步誤差。

一般性能比較好的石英晶振,日老化率近似為常數,特別是對于OCXO晶振,在頻率保持模式下,我們只考慮老化對實際頻率的影響。很多晶振的老化指標用的是年老化率,如±0.05ppm( Part per Million),一般情況下我們可以近似得出日老化率, 大概為年老化率的百分之一。

假設晶振老化率為常數,式(210)變為：

其中當|Bt|<<1時,有ln(Bt+1)→Br,式(2-17)變為式(2-12)的形式:

y(t)=C+ ABt                              式(2-18)

圖2.4給出了典型的老化率數學模型。可以看出石英晶振的老化率可以為正數可以為負數,也可能會產生圖中曲線y3(t)的情況。圖2.5為銣原子頻標的老化曲線,由于測試曲線的后半段存在參考和被測之間因漂移方向相同的現象,從而導致漂移問題不是很明顯。

式中,do、d為正數,參數aj(n),j=1,2,…,M由當前數據輸入和上次數據輸出迭代估計得到,價值函數為

通過最小化價值函數,可以得到參數a,(n),j=1,2,…,M,得到t(n)時刻的ao a1…aM后,t(n+l)時刻的相對頻率偏差預測值為:

系列實驗表明,估計性能對d0、d和M的取值不是很敏感,建議取值為d=1~05d(M-1),d=0.1~1.0,M=5~10。加權對數函數模型的缺點是計算比較復雜。

2.2.4晶振的頻率溫度特性

除過老化的影響,溫度也是影響頻率變化的主要因素,而不同切型的晶體的頻率一溫度特性是不一樣的,一般AT切基頻晶體的頻率一溫度變化關系都是三次曲線,存在若干個零溫度系數點,如圖2.6所示。

因此對其進行溫度補償時要采用具有非線性函數擬合能力的數學模型。然而由于OCXO恒溫晶振中一般采用SC切晶體,雖然其頻率一溫度變化曲線也是非線性的, 但是其頻率一溫度穩定度在寬溫度范圍內較AT切晶體有很大改善,并且由于它將石英晶體、振蕩電路以及部分其它線路置于精密恒溫槽中,恒溫槽的工作溫度選擇在所用晶體的零溫度系數點處,因此OCXO恒溫晶振的頻率溫度系數非常小。當恒溫槽的工作溫度波動被控制在很小范圍內時,如優于百分之一攝氏度時,其頻率溫度變化也可以被限制在很小的范圍內,而且正是由于這種恒溫作用,其頻率溫度變化曲線非常接近于線性。所以對OCXO恒溫晶振的頻率溫度變化的預測可以采用線性數學模型, 而Kalman濾波算法正是一種較好的線性模型估計器,因此用它來擬合OCXO恒溫晶振的頻率溫度特性曲線是合適的。

石英晶振是高端智能產品不可或缺的一種頻率元件,主要為時鐘電路提供信號頻率.晶振根據市場不同需求分IDP晶振和SMD晶振,并且從過去的8045晶振大體積到現在的1612晶振,在不斷改小的石英貼片晶振,符合如智能產品對于小型化的追求.億金電子從事石英晶體行業十幾年,多年來誠信經營,精益求精,為廣大用戶提供小尺寸,高精度,低價格晶振產品,并且免費提供晶振技術資料下載.以下為億金電子技術工程支招,如何更好的管理石英晶振質量以加強晶振的可靠性.

1.質量與可靠性

眾所周知,質量是石英晶振,貼片晶振的生命,因此,人們十分重視晶振的質量。為了全面刻畫產品質量,人們從不同側面提出了眾多質量指標,這些質量指標形成了產品質量指標體系。按照石英晶振,貼片晶振產品質量指標的屬性對其進行分類,這些質量指標可分為性能指標、可靠性指標、安全性指標、適應性指標和經濟性指標等,如電視機有很多表示圖像清晰程度、音質是否優美等質量指標,這些指標都是聲表面濾波器,石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器等電子元件在性能方面的指標。也就是完成規定功能能力的指標。產品的可靠性指標反映了產品保持其性能指標的能力.如在電視機出廠時其各項性能指標檢驗是合格的,那么,3000小時后電視機是否仍保持出廠時各項性能指標呢,這是用戶十分關心的問題,為了說明產品保持其性能指標的能力,就必須向用戶提供有關該貼片石英晶振產品的可靠性指標,如平均壽命、可靠度等。

由此可見,可靠性也是產品質量指標的一個重要方面,他強調的是產品的質量指標和時間發展之間的關系,人們在使用產品時,使用產品的次數不是一定的這就要求了與時間有關的質量指標,也就是可靠性達到人們的需求,質量與可靠性水平俱佳的晶振才是真正的好產品。因此,質量與可靠性是相輔相成的,缺一不可的。

2.質量管理與可靠性管理

很多企業認為分不清質量管理與可靠性管理的區別,他們認為可靠性管理就是質量管理,可靠性管理應有質量部門來負責,其他部門沒有可靠性管理的責任, 這樣的認識是錯誤的。

目前很多企業都對質量管理非常的重視,認識到了質量管理的重要性,也運用可很多質量管理方法來保證使用晶體振蕩器,石英貼片晶振的質量,大部分企業都通過了ISO9001質量管理體系認證,企業的質量管理水平也都比較高?？梢哉f,絕大部分行業,只要質量管理水平提上去了,就可以滿足企業發展的需要。但在某些領域,比如航空航天、衛星通訊、無線電傳輸、軍事裝備制造等領域,僅僅依靠質量管理是不夠的。如果想達到對石英晶振,貼片晶振可靠性要求,那么一定要運用可靠性管理來幫助企業來提升石英晶振,貼片晶振的可靠性。

質量管理與可靠性管理既有聯系又有區別,在企業進行可靠性管理之前, 定要分清楚質量管理與可靠性管理之間的區別,可靠性可以看作是質量特性中的個重要指標。可靠性管理可以當作質量管理的深層次的管理活動,它有著很多不同于質量管理的特點。質量管理相對側重于產品的生產階段,強調對貼片晶振,石英晶體振蕩器,石英晶振的生產過程的質量控制。而可靠性管理是對產品實現全階段的可靠性管理,在設計階段強調可靠性預計、可靠性分配等預測可靠性的方法,在生產階段則在質量控制

基礎上進行進一步的可靠性要求,在維護階段也要保證貼片晶振,石英晶振可靠性的實現,質量管理與可靠性管理的區別聯系如表2-1。

表2-1質量管理與可靠性管理的區別聯系

科技的發展讓電子元器件的市場不斷上漲增值，加大電子元器件使用量的同時對其功能性以及尺寸等方面也有了諸多要求。比如石英晶振，貼片晶振，石英晶體振蕩器，滿足市場需求從大體積8045晶振到1612晶振，尺寸改小了，技術加強，使用性能也提高了不少，在高端智能產品中具有低功耗，高穩定精度，重量輕等優勢特點。億金電子技術工程師下面給大家介紹石英晶振的可靠性質以及設計分析報告。

A型石英晶振的組成

A型石英晶振結構比較簡單,由底座、PCB電路板、元器件、晶體、外殼五部分組成,根據這些零部件的功能分析,可以得到A型晶振的可靠性框圖, 可靠性框圖見圖3-4

4.22A型石英晶振的可靠性要求

A型石英晶振的可靠性指標要求如下:

(1)石英晶振在工作n年內不發生致命故障

(2)石英晶振n年內總的工作時間不低于:t=n×365×24。

(3)石英晶振的可靠度為0.95:即Rs=0.95。

4.2.3A型石英晶振的可靠度計算

可靠度是指產品在規定的條件和規定的時間內,能正常完成規定功能的概率,通常用R表示。根據對A型石英晶振的結構分析,可以看出A型石英晶振為串聯結構,可靠度計算公式如下:

RS=R1×R2×R3×…·×Rn                       公式(4-1)

A型石英晶振由四部分組成:底座、電路板、元器件、晶體、外殼。A型石英晶振可靠度計算公式如下:

RS=R1×R2×R3×R4×R5                  公式(4-2)

式中:R、R2、R3、R4、R5分別代表底座、電路板、晶體、元器件、外殼的可靠度。

4.24A型石英晶振的可靠性預計

可靠性預計,顧名思義指的是對石英晶振產品在規定的工作條件下進行可靠行估計也就是根據類似產品的經驗數據或組成該產品的各單元的可靠性數據,對石英晶振產品給定工作或非工作條件下的可靠性參數進行估算。

可靠性預計的意義主要有:

(1)為產品設計階段的可靠性設計提供依據

(2)為產品的維護階段提供有價值的信息。

3)站在可靠性設計的角度,篩選設計方案,尋找最佳設計方案。

(4)為改進設計方案提供理論支持。

可靠性預計的方法主要有上下限法、元件計數法、相似產品法、應力分析法評分法、故障率預計法、性能參數預計法。根據W公司實際情況,本文采用應力分析法對石英晶振進行可靠性預計。因為A型石英貼片晶振的主要部件的故障率均可通過供應商得到,所以本文采用應力分析法。采用GJB/Z299C-2006預計手冊。故障率預計法的計算公式為:

4.2.5A型石英貼片晶振的可靠性分配

石英晶振可靠性分配指的是將整個系統的可靠性指標分配給各個組成部分,是將可靠性指標總整體到局部,從上到下進行分配的過程?？煽啃苑峙溆幸韵乱饬x:將石英貼片晶振產品的整體可靠性指標進行分配,分配到產品的下級組成部分,可以使每個組成分的可靠性設計指標更加準確細致,便于可靠性設計人員進行分析。

貼片晶振可靠性分配方法主要有 AGREE分配法、拉格朗日乘數法、比例分配法、評分分配法、復雜度分配法、動態規劃法、重要度法、直接尋查法。

本文采用 AGREE分配法對A型石英晶振進行可靠性分配, AGREE分配法將整體的每一個組成單元的復雜度和重要度納入到可靠性分配中。 AGREE方法的核心是:失效率的分配和整體的各個組成單元的重要度和復雜度有關,組成單元越重要,分配的失效度就應該越高。相反,組成單元的重要度越高,分配的失效度就應該有所減少。也就是說,分配給每個組成單元的失效度是加權的,加權因子C與組成單元復雜度成正比,與組成單元的重要度成反比。

單元或子系統的復雜度的定義為單元中所含的重要零件、組件(其失效會引起單元失效)的數目Ni(i=1,2.n)與系統中重要零、組件的總數N之比,即第i個單元的復雜度為：

假定設備的壽命符合指數分布,則可靠度為:

單元或子系統的重要度的定義為該單元的失效而引起的系統失效的概率。其表示為考慮裝置的重要度之后,把系統變成一個等效的串聯系統,則系統的可靠度Rs可以表示為考慮裝置的重要度之后,把系統變成一個等效的串聯系統,則系統的可靠度Rs可以表示為：

考慮裝置的重要度之后,把系統變成一個等效的串聯系統,則系統的可靠度Rs可以表示：

式中：

Wi —為系統的失效率

Ki —產為單元的復雜度

國際知名品牌KYOCERA晶振（簡稱KSS晶振）,所有的生產線都具備順應時代變化的速度感,通過融合集團的獨特技術,進一步積極創造新產品、開拓新市場.為了回應客戶的期待,京瓷晶體振蕩器,有源晶振,溫補晶振,石英晶振 ,壓控振蕩器,在價格、質量、服務等所有方面都滲透“客戶第一”的理念,不斷為全球市場奉獻新價值.

 日本京都陶瓷晶振集團是一家追求哲學的電子元器件制造商,所有企業社會責任活動都是立于哲學的基礎上,在節能與環保方面出了很大精力和資金.為表彰京瓷晶振公司做出努力和有效的結果,連續6年在日本環境部獲得全球暖化預防活動獎,使京瓷公司晶振產品的無鉛化更深入人心.由于受到政府的扶持,京瓷集團旗下生產的石英晶振,陶瓷晶振,插件晶振,貼片晶振,有源晶振,溫補晶振,XO晶振等產品,迅速在全球范圍內增加大批新客戶,持續全球化的影響力.

    石英晶體振蕩器是一種最普通的有源晶振,有SPXO也有XO系列,英文簡稱是OSC.日本京瓷集團制造的晶體振蕩器,在很多生產廠家們的眼里,都是高端晶振的代表,最明顯的優勢是封裝尺寸小,而且比較薄,重量輕,很適合現在的高級電子和智能電子產品使用.尤其是當2016有源晶振出現后,更讓京瓷公司的名聲大振,帶來源源不斷的客戶,口碑更上一層樓.

京瓷晶振,NDK晶振,精工晶振,愛普生晶振,KDS晶振等都是日本在國內使用比較多的品牌.億金電子滿足市場需求,代理日本進口晶振,封裝尺寸繁多,全新原裝,價格優勢.京瓷晶振具有體積小,精度穩定,厚度薄等特點,產品均采用IS09002質量管理體系進行生產,符合歐美ROHS環保要求.

      Ecliptek日蝕晶振公司成立于1987年,是一家石英晶振晶體,貼片晶振頻率元件控制市場上公認的領導者.日蝕晶振公司擁有先進的產品和領先的技術使我們能夠為客戶提供最好的石英晶體,貼片晶振,石英水晶和有源晶振,石英晶體振蕩器,貼片振蕩器產品.

      美國日蝕晶振在行業也具備了一定的知名度,日蝕晶振公司擁有先進的產品和領先的技術使我們能夠為客戶提供最好的石英晶體,貼片晶振,32.768K晶振和有源晶振,石英晶體振蕩器,貼片振蕩器產品.

      對于目前的市場上來說,小體積的產品才是主打產品,也是各領域中需求量較多的貼片晶振,小體積的產品具備更高的穩定性和可靠性能,E4WSDC12-32.768K晶振、E8WSDC12-32.768K晶振等以上表格所有產品,均為目前市場上最小體積的32.768K晶振,該系列產品體積小型,厚度薄,重量輕,均符合歐盟ROHS標準,滿足無鉛高溫回流焊接曲線要求.32.768K時鐘晶振主要使用于時鐘產品等領域,其他產品看是否匹配.

晶振英文名為Crystal,它是時鐘電路中最重要的部件,它的作用是向顯卡、網卡、主板等配件的各部分提供基準頻率,它就像個標尺,工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定,自然容易出現問題.由于制造工藝不斷提高,現在石英晶振的頻率偏差、溫度穩定性、老化率、密封性等重要技術指標都很好,已不容易出現故障,但在選用時仍可留意一下晶振的質量.

有源晶振是采用石英晶體的振蕩器,它的精度很高,而且能產生非常穩定的頻率,穩定性也要好于分立元件式振蕩器.在作用上來看,可以說晶振是各板卡的“心跳”發生器,人的“心跳”如果亂了就會生病,同樣,如果電腦板卡的“心跳”亂了同樣會出現各種怪故障.

IDT集團旗下的有源晶振產品數量和種類非常之多,尤其是3225晶振,2520晶振之類的常規封裝尺寸,例如型號是4HF晶振這顆料,年產量至少在7000萬顆以上,出口到五十多個不同的國家和地區.每一款晶振型號后面還有很多規格,挑選合適的參數才能使自己的產品發揮出最好的作用,反之有可能會引起不起振,誤差大等不良效果.為避免發生這種尷尬的局面,億金電子特意收集了IDT石英晶體振蕩器4HF晶振6腳4HF050000Z3AACXGI晶振編碼對照表,其中頻率包括50MHZ,100MHZ,106.25MHZ三種頻率,頻率穩定度均在±50ppm范圍,更多相關參數信息歡迎查看億金技術支持.

來自美國加州圣何塞市的IDT晶振公司是近年來比較成功打開中國市場的歐美進口晶振品牌,享有崇高的國際地位,在歐洲,南美和北美洲地帶晶體振蕩器產品銷量非?；鸨?專注于高端有源晶振的創新發展和實際應用,是一家專業為高級科技智能產品提供頻率元件解決方案的生產制造商,所有的石英晶體振蕩器,壓控晶振,差分晶振都是依據世界環保概念和質量認證生產.

石英晶體的原子面符號

石英晶體和非晶體本質差別在于它們的內部結構是否存在周期性。為了描述晶體結構的周期性,用空間點陣來模擬晶體內部結構。通過點陣的“點子”作三組向不同的平行線,就構成了空間格子,稱為“晶格”,如圖1.2.1。

圖1.2.1晶格示意圖

整個空間格子是由一個單元重復排列的結果,這個重復單元就稱為“晶胞”。晶胞是石英晶體結構的基本單元,晶胞的形狀和大小由晶胞參數(晶胞的幾個邊長和這幾個邊長之間的夾角)來決定。晶胞的選擇不是唯一的,除反映晶體內部的周期性外,還要反映晶體的外部對稱性。

石英晶體的晶胞是選擇如圖1.2.2所示的六角晶胞,其晶胞參數為c=b=d4.9404A;c=5.394A;a=B=90°;y=120°

圖1.2.2六角晶胞示意圖

在晶體點陣中,通過任一點子,可以作全同的原子面和一原子面平行,構成一族平行原子面。這樣一族原子面包含了所有點子,它們不僅平行而且等距,各原子面上點子分布情況相同。晶體中有無限多族平行原子面。不同族原子面在石英晶振晶體中的方位不同,原子面的間距不同,原子在原子面上的分布不同,相應的物理性質也不同。因此,我們用原子面指數來表示該族原子面的方位,代表該族原子面。為了表明各個原子面,一般采用原子面指數(hk)表示,只有三角晶系和六角晶系才采用原子面指數(hki1)表示,現分別介紹如下。

一、一般晶系原子面指數表示法

從幾何學中知道要描述一個平面的方位,就要選一個坐標系,然后標出這個平面在此坐標軸上的截距,或標出這個平面的法線在此坐標系中的方向余弦,描述原子面的方位也是如此。選某一原子(或離子、分子)的重心為坐標原點,以晶胞的三個邊a、b、c(即晶軸)為坐標系,但應注意：

(1)由貼片晶振晶軸組成的坐標系不一定是直角坐標系

(2)晶軸上的長度單位分別為晶格常數a、b、c,所以截距的數值是相應晶格常數的倍數。

例如M1、M2、M3原子面與三個晶軸分別交于M1、M2、M3點,如圖1.2.3所示,三個截距為

圖1.2.3(236)原子面

知道了原子面在坐標中的截距,就等于知道原子面在晶體中的方位,所以也可用截距p、q、r來標志原子面,但由于原子面與某晶軸平行時相應的截距為無限大,為了避免出現無限大,改用截距倒數的互質比。

來標記原子面,為了簡化常略去比例記號,采用(hk)表示,(hk)就稱為原子面指數(或晶面指數、密勒指數),例如圖1.2.3中原子面指數為(2,3,6)即：

有時也稱MM2M3平面為(2,3,6)原子面,圖1.2.4中標出了一些簡單的原子面指數,因為有源晶振,石英晶振晶軸有正向、負向之分,所以原子面指數也有正、負之分,通常將負號寫在指數的上面,例如(010)原子面,就表示原子面與a軸、c軸平行,與b軸的截距為-b。

圖1.24一些簡單的原子面指數

六角晶系和三角晶系原子面指數表示法上述原子面表示法可用于全部晶系,具有普遍性,但在六角晶系中采用四個晶軸的坐標系比較方便,四個晶軸中的a、b、d、軸在同一平面上,互成120°0,夾角,c軸則與此平面垂直。原子面指數(hk1)中h、k、i、l則分別對應于a、b、d、c軸截距倒數的互質比。例如,某原子面與四個晶軸分別交于M1M2M3M4點,如圖1.2.5所示四個截距為

OM2=pa=4a

OM2=qb=4b

OM3=rc=2c

OM4=td=-2d

圖1.2.5(1122)原子面

這些截距倒數的互質比為

可見圖M1M2M3M4面的原子面指數為 (1122)。

圖12.2表示六角晶胞的原子面指數,圖1.2.5表示右旋石英晶振,石英晶體的部分原子面指數,從這些的原子面指數中可以看出:

(1)存在這樣的規律,即h+k+i=0。這就是說,在h,k,i中,只要知道其中兩個即可確定第三個,利用這種關系,有的資料中把原子面指數(h k i l)簡寫為(h k l)。

(2)通過(hkiD)原子面的前三個指數h,k,i全部排列,可得六個原子面,這六個原子面與z軸平行,X射線的反射角(即掠射角) θ相同。其物理性質也相同。如(1010)原子面,將前三個指數全部排列,即得六個原子面為(1010),(1100),(0110),(100),(0110),(1010)這就是石英晶體的六個m面。

(3)通過對(hki1)原子面的三個指數h,k,l全排列,以及將第四個指數l(l0)變號后再排序,可得十二個原子面,根據晶體的對稱性發現這十個原子面可分為二組,每組六個原子面,同一組原子面的性質完全相同例如:(1011)原子面,將前三個的指數全排列,即得六個原子面為(101i),(1101),(0111),(1101),(011),(1011)將第四個指數變號后,再全排列,又得六個原子面為(1011),(101),(011),(1101),(0111),(1011)將這十二個原子面分成兩組,前三個和后三個原子面為一組,中間六個原子

面為一組,即:

甲組:(1011),(1101),(0111),(1101),(0111),(1011)

乙組:(1101),(011),(1011),(1011),(1101),(01)

將這些結果與圖1.2.6比較,即可看出,甲組原子面就是石英晶體中的六的R面,乙組原子面就是石英晶體中的六個r面

(a)右旋石英晶體(b)上部R面和r面(c)下部R面和r面

圖1.2.6右旋石英晶體的原子面指數

石英晶體的彈性性質

在外力作用下,物體的大小和形狀都要發生變化,通常稱之為形變。如果外力撤消后,物體能恢復原狀,則這種性質稱為物體的彈性;如果外力撤消后,物體不能恢復原狀,則這種性質就稱為物體的塑性。自然界既不存在完全彈性的物體,也不存在完全塑性的物體。對于任何物體,當外力小時,形變也小,外力撤消后,物體可完全復原;當外力大時,形變也大。若外力過大,形變超過一定限度,物體就不會復原了。這就說明,物體有一定的彈性限度,超過這個限度就變成塑性。與壓電有關的問題,都屬于彈性限度范圍內的問題。因此,這里僅討論物體的彈性性質。

一、應力

選兩根長度相等,粗細不同的橡皮繩,當這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時,顯然,細橡皮繩比粗橡皮繩拉得長一些。為什么在相同的外力作用下,它們的伸長量不一樣呢?這是因為兩根橡皮繩的粗細不一樣,也就是橫截面的大小不樣。由此可見,在拉力的作用下,物體的伸長量不僅與力的大小有關,而且還與物體的橫截面的大小有關。為了計入橫截面大小的影響,引入單位面積的作用力(即應力)這個概念,它的數學表達式為:

式中,T為應力,F為作用力,A為橫截面(即力的作用面積)。通常規定作用力為拉力時,T>0,作用力為壓力時,T<0。

二、應變

選擇兩根長度不等,但粗細相同的橡皮繩,當這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時,它們的應力相同,而伸長量不同,即長橡皮繩比短橡皮繩拉得長一些。由此可見,物體的伸長量不僅與應力有關,而且還與原來的長度有關。為了計入長度的影響,引入單位長度的伸長量(即應變)這個概念。它的數學表達式為

                              (2.2.2)

式中,S為應變,l為原長,△l為伸長量,△l為單位長度的伸長量(或相對伸長量)。

三、正應力與正應變

如圖2.2.1(a)所示的小方片,當它受到x方向的應力作用時,除在x方向產生伸長外,同時在y方向也產生收縮,如圖2.2.1(b)所示。同樣,當小方片受到y方向的應力作用時,除了在y方向產生伸長外,同時在x方向也產生收縮

如圖2.2.1(c)所示。上述

 (a)未受力情況(b)沿x方向受力時的形變情況(c)沿y方向受力時的形變情況

圖2.2.1小方片應力、應變示意圖

沿x方向應力和y方向應力的特點是,力的方向與作用面垂直(或力的方向與作用面的法線方向平行)。為了反應這兩個方向在應力符號上要附加兩個足標,例如Tx和Ty。應力的第一個足標表示力的方向,第二個足標表示作用面的法線方向。同理,應變也有兩個足標,例如Sx和Sy應變的第一個足標表示原長度的方向,第二個足標表示伸長量的方向,Tx、Ty又稱正應力(或伸縮應力),Sx、Sy又稱為正應變(或伸縮應變)為了簡便,通常將足標中的(x,y,z)用(1,2,3)表示,而且將雙足標簡化為單足標,雙足標與單足標的關系如表2.2.1所示。

四、切應力與切應變

形變前為一正方形的薄片,在形變后變為菱形,這樣的形變稱為石英晶振晶體的切變,如圖22.2所示。從圖中看出,切變的特點是形變前、后四個邊之間的夾角發生了變化,一個對角線被拉長,另一個對角線被壓縮。而且角度6xy和eyx的變化越大,切變越大。因此切應變與這兩個角度之間的關系為：

顯然,S6這種切應變,在如圖2.2.3所示的兩對應力(Tyx,Tyx和Txy,Tyx)的作用下產生的,而這兩對應力稱為切應力。石英晶振,有源晶振,石英晶體諧振器等壓電水晶元件切應力的特點是:力的方向與作用面平行,它可以使物體產生切變,而不能使物體產生轉動,故有:

Tyx= Txy = T21 = T12 =T6

五、應力張量和應變張量

由于應力不僅與作用力的方向有關,而且還與作用面的法線方向有關,所以,在三維情況下,應力分量有9個,如圖224所示。其中,正應力為:

這就是說,應力張量只有6個獨立分量,為了運算方便,在晶體物理中常將應力張量寫成一列矩陣,即:

與應力張量的情況相同,應變張量也只有6個獨立分量。在晶體物理中常將應變張量寫成一列矩陣,即：

式中S1、S2、S3分別表示沿x、y、z方向的正應變;S4、S5、S6分別表示沿x、y、z平面的切應變。

六、應變分量與位移分量之間的關系

設u、v、w分別表示沿x、y、z方向的位移分量,則應變分量與位移分量之間的關系為:

在石英晶振桿上選一小段AB,如圖22.5(a)所示,若A端的位置坐標為x,B端的位置坐標為x+dx,則AB小段的原長為:

x+dx-r=dx

在外力作用下,若A端的位移為u,B端的位移為u+dh,則AB兩端的相對位移為

u+du-u=du

當da=0時,它表示AB兩端的位移相等,即原長不變。當dh≠0時,它表示AB兩端的位移不等,即AB段的長度發生了變化,而dh就是等于它沿x方向的伸長量。根據正應變的定義:沿x方向的正應變S1等于x方向的伸長量與x方向上的原長之比,即得到     S1=正應變S2和S3與S1的情況類似。

再以切應變S6為例。根據切應變的定義:

切應變S4和S5與S6的情況類似。

七、應力與應變的關系一彈性定律

實驗上發現,在彈性限度范圍內,有源晶振,石英晶體振蕩器應力大時,應變也大;應力小時,應變也小。人們根據長期的生產實踐,總結了這個規律,稱為彈性定律或廣義胡克定律,即“在彈性限度范圍內,物體內任意一點的應變分量與該點應力分量之間存在線性關系”。對于完全各向異性體(如三斜晶系),彈性定律的數學表示式為:

式中系數S稱為彈性柔順常數,并有Sij=Sji(i≠j),由式(2.2.8)可以看出不僅正應力能產生正應變,而且切應力也能產生正應變;同樣,不僅切應力能產生切應變,而且正應力也能產生切應變。這就是說,在一般情況下,應變與應力之間的關系是比較復雜的。

石英晶體無論是天然的還是人造的,都不同程度地存在一些疵病(缺陷)。它們不僅是由于在石英晶體生長過程中受到種種條件的影響而產生,就是在已形成的晶體中和生長完成后,外界條件的變化(主要是溫度)產生的缺陷。這些缺陷會影響其可用程度和石英晶體元件的性能,以下簡要介紹幾種常見的缺陷。

一、雙晶

雙晶是指兩個以上的同種晶體,按一定規律相互連生在一起。即在同塊晶體中,同時存在兩個方位不同的左旋部分(或右旋部分)。其中一部分繞Z軸轉180°后方與另一部分連生在一起,這兩部分的z軸彼此平行,所以兩部分的光學性能相同,而電軸兩部分相差180°,故它們的極性相反(見圖1.4.1)。

光雙晶是異旋晶體的連生,即在一塊貼片晶振晶體中,同時存在左旋和右旋兩個部分,它們連生在一起,左旋和右旋的光軸彼此平行,但旋光性相反,此外電軸極性也相反(見圖1.4.2)。

(a)左旋石英晶體的極性;(b)繞光軸轉180°°后左旋石英晶體的極性C)電雙晶的極性;

圖1.4.1電雙晶極性示意圖

(a)左旋石英晶體的極性;(b)右旋石英晶體的極性;(c)光雙晶的極性;

圖1.4.2光雙晶極性示意圖

電雙晶又稱道芬雙晶;光雙晶又稱巴西雙晶。雙晶的邊界可用氫氟酸腐蝕顯示出來(見圖1.4.3)。

雙晶多出現在天然石英晶體中,但在石英晶體諧振器晶片加工中也會誘發出雙晶。例如：石英晶片加熱溫度超過573℃,或雖然不超過573°C,但石英片內部溫度梯度太大,都可能產生電雙晶;又如:晶片研磨時,由于機械應力的作用,可能產生微小的道芬雙晶。

(a)電雙晶腐蝕圖像(b)光雙晶腐蝕圖像

圖1.4.3電雙晶、光雙晶在z平面上的腐蝕圖像

在壓電石英晶體元件中,一般不允許含有雙晶,若要利用含有雙晶的石英晶片時,則對雙晶的位置和比例要嚴加限制,因此在石英晶片加工中,要力求避免雙晶的出現

二、包裹體

石英晶體中往往含有固體、膠體和氣—一液體三種包裹體。

固體包裹體是混雜在晶體內部的其它礦物質,天然石英晶振,石英晶體中固體包裹體大部分是圍巖碎屑和黃鐵礦、金紅石等。人造石英晶體的固體包裹體主要是硅酸鐵鈉( NaFesi2O6.2H2O),它是由高壓釜內壁被腐蝕脫落的亞鐵離子和其它離子,與NaOH或Na2CO3溶液和SiO2等產生化學反應而形成的。

膠體包裹體是含鉀(K)、鈉(Na)硅酸鹽膠體所組成。它是由于石英晶體生長過程中,溫度發生波動時溶液中的二氧化碳達到超飽和狀態,來不及結晶而形成膠體包裹體。

氣一液包裹體中的液體主要是水溶液、碳酸和其它混合液,氣體是二氧化碳及揮發性化合物等,氣一液包裹體多集中在晶體底部包裹體是石英晶體的一種主要缺陷,實驗表明,如果晶片中含有大的針狀包裹體時,對石英晶體元件的電性能影響很大。

石英晶體的包裹體可用顯微鏡觀察法或油槽觀察法等進行檢查

三、藍針

石英晶體中藍色針狀的缺陷稱為藍針。

藍針形成的原因很多,有人認為藍針內部包含有鐵、錳、銅、鋅等金屬氧化物,在這些氧化物外部還有密集的小氣泡或小水珠,當光線通過它們時,除藍色光線外,其它光都被吸收掉,因此在晶體內部呈現藍色針狀缺陷。還有人研究發現,存在藍針的地方有很細的裂縫,它與晶體原有宏觀裂隙平行生長,說明藍針是屬于晶體內部機械破壞的結果。

對一般應用的壓電石英水晶振蕩子,石英晶振,貼片晶振晶片可以存在藍針,但用于制造穩定度高的和頻率比較高的石英晶體元件時,不允許其石英晶片有藍針存在。

四、其它疵病

在一些晶體中,可隱隱看出數個晶體的影子,這叫幻影或稱魔幻。它是由于晶體生長中斷了一段時間,后來又在晶面上繼續結晶而形成的。幻影破壞了晶體格架的完整性,影響晶體的彈性,屬晶體內部深處的缺陷。

裂隙是存在于晶體內部的小裂縫。它的形成可能是由于生長區中二氧化硅供應不足,雜質分布不均勻,籽晶不完善,機械應力和溫度變化不均勻等緣故節瘤是由許多小晶塊構成的鑲嵌結構,其形狀像是很小的晶體鑲嵌到大晶體的表面。這種鑲嵌結構是受溫度、壓力、溶液飽和程度和混合物數量等生長條件影響而形成.

石英晶體振蕩器,有源晶振,石英晶振晶體內部某處有集中的許多微小氣泡和小裂隙,呈現白色如棉花狀,這種缺陷俗稱為棉。