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石英晶体谐振器组装方式以及优化设计

来源：http://konuaer.net 作者：konuaer 2013年08月14

   石英晶体谐振器的装架形式和外壳
   常用一款石英晶振，49/S石英晶体谐振器组装方式进行的优化设计，其特征是将石英水晶片的两端嵌入支架簧片的缝隙中，再通过银胶与支架簧片固定。本实用新型的优点：改进了传统49/S石英晶体谐振器的不足，通过簧片缝隙的夹持，加强了石英水晶片和支持的连接强度，增强了产品抗振性能，提高了可靠性。

为了把石英谐振器接入电路,必须把晶体装置在支架上，并引出接线。常用的装架形式有焊线式和夹式两种。一般低频和中频采用焊线式装架，高頻采用夹式装架。
保护晶片的外壳分为肢木壳、金属壳和玻璃壳三种，
所示。胶木壳由于没有密封，只适合于气管脚候干燥的环境下使用，
而且体积较大,已很少被使用。金属壳封闭性能好，机械淨度高、休积小，高精度等，晶振多采用这种外壳封装。玻璃壳封装的晶体都是抽真空的，密封性能胜过金属壳，品质因‘数高、长期稳定性好,一般高精度晶体都采用这种封装，但机械强度较差、体积较大，近来扁形玻璃壳已推广采用，体积与金属壳差不多，但老化效应要小得多。

.石英晶体谐振器的特性
石英晶体具有正反两个压电效应，假如在石英切片上作用一个机械力，则石英切片的表面会产生电场，这是正压电效应；相反，若在石英片上加一电场，则切片将产生机械形变，这是逆压电效应。
因为石英晶振和其它弹性体一样，具有惯性和弹性，因而存在着固有振动频率。当晶体片的固有频率和外加电信号频率相等时，晶片就会产生谐振。这时机械振动的辐度最大，相应地晶体表面产生的电场亦最大，外电路中的电流也最大。这表明了石英晶体具有谐振电路的特性，它的谐振器频率等于晶体的机械振动的固有频率(基频)。除基频振动外，还有不同次数的泛音振动。石英晶体机械振动频率的高低与晶体片的尺寸、振动形式和切割方式有关。所谓振动形式就是说晶体是沿长度伸缩振动〈纵振动）还是沿厚度弯曲振动（横振动)或其它形式的振动。
石英片的质量越大，相当于电路的电感量越大;石英片的刚性越大，相当于电路的电容量越大;石英片的摩擦损耗越大，相当于电路的电阻越大。因此，一块石英片可用一个串联谐振回路来表示，此外，在石英片两电极之间还存在一个静态电容。，它是晶片两面的金属层电极、支架和引线电容的总和。

石英谐振器的最大特点是:它的等效电感非常大，而等效电容C和等效电阻都非常小，因而其Q值非常高。
石英谐振器应用在振荡电路里可以组成石英晶体振荡器。其频率稳定度高达1ppm~10ppm在石英谐振器加装双重恒温箱以后，甚至可达0.1ppm。石英晶体振荡器的电路形式很多，但其基本电路只有两类，即并联晶体振荡电路和串联晶体振荡电路。前者石英谐振器是利用晶振作为一个电感来组成振荡电路，而后者则工作于串联谐振频率振荡时阻抗最小的特性来组成振荡电路。
石英谐振器应用在滤波电路里，它和电感、电容等元件组成石英晶体滤波器，这种滤波器和L.C滤波器相比，其插入损耗小，稳定性高和选择性好。

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