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石英晶体振荡器原理

更新时间:【2025-11-06 】阅读次数:【1014 】




石英晶体振荡器原理



1. 石英晶片本身为一压电材料(Piezoelectric Material),利用外电压加于晶片的两侧产生电场,由于压电材料本身机械与电性耦合(Coupling)作用,使晶体产生机械变形,且晶体的切割面受到机械应力的作用,晶体的两相对面又会产生一电位差,这种特性称为压电(Piezoelectric)效应。当我们加一交流电压于晶体上,即可产生循环不已之晶片振盪;振盪的频率会依晶体的不同而異,石英晶体切割片愈薄,切割技术愈困难,但谐振频率愈高。




2. 石英晶体的压电效应:当向晶体轴方向施加压力时,在石英盘上会产生电气变化;相反,当向石英盘上施加压力时,石英晶体内部会发生变形扭曲,称为石英晶体的压电效应(如下图)。当受力变形时内部产生极化现象,同时在两个表面产生相異电荷,外力去掉后,又恢复到不带电状态,这叫压电效应。当作用力方向改变时,电荷极性随之改变,这种现象称为“正压电效应”;相反,当在电介质极化方向施加电场,这些电解质也会产生几何变形,这种现象称为“逆压电效应”。






3. 晶体等效电路:由动态电容 C1、动态电感 L1、串联电阻 R1 和静态电容 C0 组成, 下图中显示了石英晶体的等效电路图,以解释控制晶体特性和性能的基本元素;前三个参数被称为石英晶体元件的“动态参数”。