常用的3225和2520封裝的晶振比我們之前用的直插晶振要小上很多.三到四千個(gè)直插晶振之內(nèi)就可以裝滿一個(gè)包裝,但如果換成貼片晶振呢？如果向裝滿一個(gè)袋裝的包裝的話,那么就需要六到七千甚至是上萬(wàn)的數(shù)量了.其次,貼片晶振比圓柱晶振容易焊接和拆卸.貼片晶振不用過(guò)孔,用錫少.其實(shí)圓柱晶振最麻煩的是拆卸,做過(guò)拆卸的朋友應(yīng)該都有這方面的感觸,在兩層或者更多層的電路板上,哪怕是只有兩個(gè)腳的晶振,拆下來(lái)也不太容易而且很容易損壞電路板,多引腳的就更不用說(shuō)了.

32.768K不僅是晶振頻率更是時(shí)鐘頻率，在任何一個(gè)需要時(shí)鐘的電子產(chǎn)品中必定需要32.768K晶振的存在，而32.768K也從圓柱晶體發(fā)展到了貼片晶體，從無(wú)源石英晶體諧振器衍生到了有源石英晶體振蕩器，從前的32.768K必定是無(wú)源石英晶振,今天的32.768K有源晶振不在是神話。那為什么我們要對(duì)一個(gè)小小的時(shí)鐘頻率花費(fèi)這樣多的心思，對(duì)它研究來(lái)探索去的呢？無(wú)源32.768K到底缺少些什么，致使它無(wú)法一如既往的滿足時(shí)代科技發(fā)展要求的，直接推動(dòng)了32.768K石英晶體振蕩器的出現(xiàn)呢？

在我們大大眾的下意識(shí)里一直都是這樣認(rèn)為的，石英晶振優(yōu)于陶瓷晶振，貼片晶振優(yōu)于插件晶振，有源晶振優(yōu)于無(wú)源晶振，那事實(shí)是否就是這樣的呢，是不是所有晶振都滿足這樣的關(guān)系呢？今天我們就以日本進(jìn)口晶振品牌愛(ài)普生晶振廠家為例說(shuō)明論證一下這個(gè)模糊不確定的定義。

固體可以分為結(jié)晶體(晶體)與非結(jié)晶體(非晶體)兩大類。晶體中有外形高度對(duì)稱的單晶體(如石英晶體)和由許多微細(xì)晶體組成的多晶體(如各種金屬)。晶體的主要特性是原子和分子的有規(guī)則排列,這種排列反映在宏觀上是外形的對(duì)稱性,而非晶體就不具備這種特性,例如石英玻璃,它的成份與石英晶振晶體一樣是SiO2,但不屬于晶體。

石英晶體可以是天然的,也可以由人工培養(yǎng)。晶態(tài)物質(zhì)在適當(dāng)條件下,能自發(fā)地發(fā)展成為一個(gè)凸多面體形的單晶體。圍成這樣一個(gè)多面體的面稱為晶面;晶面的交線稱為晶棱;晶棱的會(huì)集點(diǎn)稱為頂點(diǎn)。發(fā)育良好的單晶體,外形上最顯著的特征是晶面有規(guī)則的配置,屬于同一品種的晶體,兩個(gè)對(duì)應(yīng)晶面(或晶棱)間的夾角恒定不變。圖1.1.1給出了理想石英晶體的外形。石英晶振晶體的晶面共30個(gè),分為五組,六個(gè)m面(柱面),六個(gè)R面(大棱面),六個(gè)r面(小棱面)六個(gè)s面(三方雙錐面),六個(gè)x面(三方偏方面),相鄰m面的夾角為60°相鄰m面和R面的夾角與相鄰m面和r面的夾角都等于38°13,相鄰s面與x面的夾角等于25°57。由于外界條件能使某一個(gè)或某一組晶面相對(duì)地變小或完全隱沒(méi),所以實(shí)際見(jiàn)到的石英晶體很少如圖1.1.1所示,就是人造石英晶體的外形也只是接近理想情況.

(a)右旋石英晶體 (b)左旋石英晶體

圖1.1.1石英晶體的理想外形

晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)律性,造成了它在外形上的對(duì)稱性。例如:晶體可以有對(duì)稱軸、對(duì)稱中心、對(duì)稱面等對(duì)稱元素。石英晶體存在一個(gè)三次對(duì)稱軸(或三次軸即晶體繞該軸旋360°3后能夠復(fù)原)和三個(gè)互成120°的二次軸,如圖1.1.2中的a、b、d軸

圖1.1.2石英晶體的對(duì)稱軸和直角坐標(biāo)系

在結(jié)晶學(xué)中,晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以概括為是由一些“點(diǎn)子”在空間有規(guī)則地作周期的無(wú)限分布:“點(diǎn)子”代表原子、離子、分子或其集團(tuán)的重心。這些“點(diǎn)子”的總體稱為點(diǎn)陣,構(gòu)成石英晶體的是二氧化硅分子,而二氧化硅分子的重心又正好與硅離子重合,因此硅離子的點(diǎn)陣就可以反映出石英晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

石英晶體的各層硅離子若按右手螺旋規(guī)則分布,則稱為右旋石英晶體;若按左手螺旋規(guī)則分布,稱為左旋石英晶體。從外形上看,右旋石英晶體振蕩器,石英晶體的s面在R面的右下方或m面的左上方,左旋石英晶體的s面在R面的左下方或m面的右上方(見(jiàn)圖1.1.1),它們互為鏡象對(duì)稱。

晶體物理性質(zhì)的各向異性和晶體外形的對(duì)稱性有關(guān),因此討論石英晶體的物理性質(zhì)時(shí),采用為圖1.1.2所示的直角坐標(biāo)系較為方便。選c軸為z軸,a(或b、d)軸為x軸,與x軸、z軸垂直的軸為y軸。其指向按1949年IRE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)左、右旋石英晶體均采用右手直角坐標(biāo)系。

所有生產(chǎn)步驟必定都遵守最小成本最大利潤(rùn)化，電子產(chǎn)品生產(chǎn)也是如此，可是現(xiàn)在卻一直存在著這樣一個(gè)現(xiàn)象，低成本貨源足交貨周期更短的全硅MEMS振蕩器卻一直沒(méi)能取代石英晶體振蕩器的地位，這到底是為什么呢？要知道全硅MEMS振蕩器發(fā)展也很多年了，在電氣性能上也有可以和石英晶振一比高下的實(shí)力了，并且全硅MEMS振蕩器比有源石英晶振更不易損壞，原材料便宜導(dǎo)致全硅MEMS振蕩器價(jià)格有雨石英晶體振蕩器。

對(duì)很多接觸晶振的朋友來(lái)說(shuō)肯能很少聽(tīng)到陶瓷晶振這個(gè)名詞，一些朋友可能早就開(kāi)始不再需要接觸陶瓷晶振了，現(xiàn)在的晶振市場(chǎng)可以說(shuō)充斥著大多數(shù)名詞都是石英晶振，石英晶體，無(wú)源晶振，有源晶振，石英晶體諧振器，石英晶體振蕩器，32.768K晶體，貼片晶振，溫補(bǔ)晶振，壓控晶振，壓控溫補(bǔ)晶振，恒溫晶體振蕩器，差分晶振，可編程振蕩器，32.768K有源晶振等等，這些詞匯相信每個(gè)與晶振行業(yè)先接觸的朋友都已耳熟能詳了。

在外力作用下,物體的大小和形狀都要發(fā)生變化,通常稱之為形變。如果外力撤消后,物體能恢復(fù)原狀,則這種性質(zhì)稱為物體的彈性;如果外力撤消后,物體不能恢復(fù)原狀,則這種性質(zhì)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(duì)于任何物體,當(dāng)外力小時(shí),形變也小,外力撤消后,物體可完全復(fù)原;當(dāng)外力大時(shí),形變也大。若外力過(guò)大,形變超過(guò)一定限度,物體就不會(huì)復(fù)原了。這就說(shuō)明,物體有一定的彈性限度,超過(guò)這個(gè)限度就變成塑性。與壓電有關(guān)的問(wèn)題,都屬于彈性限度范圍內(nèi)的問(wèn)題。因此,這里僅討論石英晶振晶體的彈性性質(zhì)。

一、應(yīng)力

選兩根長(zhǎng)度相等,粗細(xì)不同的橡皮繩,當(dāng)這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時(shí),顯然,細(xì)橡皮繩比粗橡皮繩拉得長(zhǎng)一些。為什么在相同的外力作用下,它們的伸長(zhǎng)量不一樣呢?這是因?yàn)閮筛鹌だK的粗細(xì)不一樣,也就是橫截面的大小不樣。由此可見(jiàn),在拉力的作用下,物體的伸長(zhǎng)量不僅與力的大小有關(guān),而且還與石英晶振,貼片晶振等物體的橫截面的大小有關(guān)。為了計(jì)入橫截面大小的影響,引入單位面積的作用力(即應(yīng)力)這個(gè)概念,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

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

二、應(yīng)變

選擇兩根長(zhǎng)度不等,但粗細(xì)相同的橡皮繩,當(dāng)這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時(shí),它們的應(yīng)力相同,而伸長(zhǎng)量不同,即長(zhǎng)橡皮繩比短橡皮繩拉得長(zhǎng)一些。由此可見(jiàn),石英晶體振蕩器,石英晶振,物體的伸長(zhǎng)量不僅與應(yīng)力有關(guān),而且還與原來(lái)的長(zhǎng)度有關(guān)。為了計(jì)入長(zhǎng)度的影響,引入單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量(即應(yīng)變)這個(gè)概念。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

式中,S為應(yīng)變,l為原長(zhǎng),△l為伸長(zhǎng)量,△l為單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量(或相對(duì)伸長(zhǎng)量)。

三、正應(yīng)力與正應(yīng)變

如圖2.2.1(a)所示的小方片,當(dāng)它受到x方向的應(yīng)力作用時(shí),除在x方向產(chǎn)生伸長(zhǎng)外,同時(shí)在y方向也產(chǎn)生收縮,如圖2.2.1(b)所示。同樣,當(dāng)小方片受到y方向的應(yīng)力作用時(shí),除了在y方向產(chǎn)生伸長(zhǎng)外,同時(shí)在x方向也產(chǎn)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(shí)的形變情況(c)沿y方向受力時(shí)的形變情況

圖2.2.1小方片應(yīng)力、應(yīng)變示意圖

沿x方向應(yīng)力和y方向應(yīng)力的特點(diǎn)是,石英晶振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(yīng)這兩個(gè)方向在應(yīng)力符號(hào)上要附加兩個(gè)足標(biāo),例如Tx和Ty。應(yīng)力的第一個(gè)足標(biāo)表示力的方向,第二個(gè)足標(biāo)表示作用面的法線方向。同理,石英貼片晶振應(yīng)變也有兩個(gè)足標(biāo),例如Sx和Sy應(yīng)變的第一個(gè)足標(biāo)表示原長(zhǎng)度的方向,第二個(gè)足標(biāo)表示伸長(zhǎng)量的方向,Tx、Ty又稱正應(yīng)力(或伸縮應(yīng)力),Sx、Sy又稱為正應(yīng)變(或伸縮應(yīng)變)為了簡(jiǎn)便,通常將足標(biāo)中的(x,y,z)用(1,2,3)表示,而且將雙足標(biāo)簡(jiǎn)化為單足標(biāo),雙足標(biāo)與單足標(biāo)的關(guān)系如表2.2.1所示。

四、切應(yīng)力與切應(yīng)變

形變前為一正方形的薄片,在形變后變?yōu)榱庑?/span>,這樣的形變稱為切變,如圖22.2所示。從圖中看出,切變的特點(diǎn)是形變前、后四個(gè)邊之間的夾角發(fā)生了變化,一個(gè)對(duì)角線被拉長(zhǎng),另一個(gè)對(duì)角線被壓縮。而且角度6xy和eyx的變化越大,切變?cè)酱?。因此切?yīng)變與這兩個(gè)角度之間的關(guān)系為：

顯然,S6這種切應(yīng)變,在如圖2.2.3所示的兩對(duì)應(yīng)力(Tyx,Tyx和Txy,Tyx)的作用下產(chǎn)生的,而這兩對(duì)應(yīng)力稱為切應(yīng)力。石英晶振切應(yīng)力的特點(diǎn)是:力的方向與作用面平行,它可以使物體產(chǎn)生切變,而不能使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),故有:

Tyx= Txy = T21 = T12 =T6

石英晶振還有一個(gè)重要的特性——溫度漂移。所有的石英晶體材料做成的頻率器件，均有一定的溫漂。溫漂成為影響石英晶體諧振器及石英晶體振蕩器頻率精度的重要因素。溫補(bǔ)晶振（TCXO），恒溫晶體振蕩器（OCXO），都是針對(duì)晶體的頻率溫度特性做相應(yīng)的補(bǔ)償，頻率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb（1ppb=10-3ppm），甚至更高。所以溫度補(bǔ)償成為彌補(bǔ)石英晶體溫漂的重要手段。然而，市面上針對(duì)KHZ級(jí)別的溫補(bǔ)晶振少之又少，其原因，我可以從晶體的切型方面分析。石英晶片的切型大致可以分為AT切、BT切、CT切、DT切等。

晶振的精準(zhǔn)度對(duì)晶振電氣性能運(yùn)用有非常重要的確定作用，而溫度又是最大的精準(zhǔn)度外在影響因素之一，像一些性能不高的晶振往往都是因?yàn)槌霈F(xiàn)溫飄等現(xiàn)象導(dǎo)致的晶振無(wú)法工作。因此溫度補(bǔ)償晶振的出現(xiàn)顯得那么理所當(dāng)然，且最近也有眾多晶振采購(gòu)商不斷來(lái)電訂購(gòu)咨詢溫補(bǔ)晶振晶振，和年前一樣溫補(bǔ)晶振依舊是有源晶振中咨詢采購(gòu)量最大的晶振類型。

機(jī)器人的制造需要石英晶振,或者溫補(bǔ)晶振及其他晶振的相助,作為晶振行業(yè)國(guó)內(nèi)模范優(yōu)秀廠家——冠杰電子,對(duì)此不能袖手旁觀,也會(huì)對(duì)機(jī)器人的研發(fā)鼎力相助,盡最大努力研發(fā)出隨著機(jī)器人而改變所需的晶振.為我國(guó)的科技發(fā)展做出貢獻(xiàn).

臺(tái)灣泰藝晶振成立于民國(guó)89年3月，前身為泰電電業(yè)股份有限公司電子部（民國(guó)65年設(shè)立），泰藝晶振是一家專業(yè)晶振,石英晶振,有源晶振,壓控晶振等其它頻率控制元件制造商。主要產(chǎn)品包括:石英晶振、石英晶體振蕩器、壓控晶體振蕩器、溫補(bǔ)晶振，并且是臺(tái)灣唯一擁有生產(chǎn)恒溫控制石英振蕩器技術(shù)的晶振制造商，成熟完整的晶振產(chǎn)品線提供一次性購(gòu)足的服務(wù)。

晶振最主要的工作方式就是靠里面的石英晶體片產(chǎn)生振動(dòng)，天然的石英水晶經(jīng)過(guò)切片加工打磨形成晶體片，再利用AT切或BT切技術(shù)產(chǎn)生頻點(diǎn)，最后依靠先進(jìn)的技術(shù)封裝就成了一顆完美的壓電晶體器件。那晶振波形是指什么呢？為什么會(huì)有晶振波形？其實(shí)本身水晶片就有波形輸出，只不過(guò)沒(méi)經(jīng)過(guò)加工不怎么明顯。

隨著石英晶振的被廣泛應(yīng)用到各種高端設(shè)備中，對(duì)其要求也越來(lái)越高，壓控晶體振蕩器(VCXO),溫補(bǔ)晶體振蕩器（TCXO）及恒溫晶體振蕩器（OCXO）的需求逐步上升。VCXO是可以利用電壓變化來(lái)調(diào)整輸出頻率。（VT-TCXO壓控溫補(bǔ)振蕩器）TCXO是包含一個(gè)溫度感應(yīng)電路，在溫度發(fā)生變化是調(diào)整輸出頻率，是輸出的頻率隨溫度變化的偏差降低了，從而使其在一定的溫度范圍內(nèi)保持較高的頻率穩(wěn)定度，一般精度要求在0-3PPM之內(nèi)的做成這種。OCXO具有更高的穩(wěn)定性，而且有更低的相位噪聲，精度更高，它是通過(guò)內(nèi)部的恒溫槽維持晶體溫度的穩(wěn)定。

帶電壓的石英晶振我們稱它為有源晶振也就是石英晶體振蕩器，那不帶電壓的就是無(wú)源晶體了，石英晶體諧振器在選擇是有這幾項(xiàng)參數(shù)需要考慮：尺寸，頻率，負(fù)載電容，精度，溫度，只要搞定了這幾參數(shù)基本上這顆晶振就OK了，并且通常情況下符合這些條件的無(wú)源晶振并不止一顆，有些一個(gè)品牌里自己就有好幾款這樣的晶振型號(hào)供選擇，然后再加上一些其他晶振品牌的可以說(shuō)就不要擔(dān)心會(huì)沒(méi)有貨，只要你沒(méi)有品牌限制大把的可替換晶振型號(hào)等著你的到來(lái)呢。

所以那些高性能、耐高溫或耐低溫，甚至恒溫的晶振開(kāi)始不斷出現(xiàn)，而在有源晶振中就有兩類石英晶振的功能直接與溫度掛鉤，它們分別是恒溫晶體振蕩器OCXO晶振和溫度補(bǔ)償晶振TCXO振蕩器。今天要給大家?guī)?lái)的是溫度補(bǔ)償晶振TCXO振蕩器在手機(jī)中的運(yùn)用，和它最新超小體積的KSS晶振品牌中貼片晶振詳細(xì)資料，為什么是京瓷晶振，你接著往下看就會(huì)明白的。

雖說(shuō)全硅振蕩器有這些那些的優(yōu)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但根據(jù)冠杰電子經(jīng)理調(diào)查的資料顯示今年客戶需求大多以SMD石英晶振為主，智能手機(jī)廠商則以3225mm尺寸的TSX-3225V晶振和5032封裝的TSX-5032晶振為主，一些高端手機(jī)已經(jīng)開(kāi)始向2520貼片晶振和2016晶振入手，常選用的是TSX-2520晶振和TSX-2016晶振。他還表示，現(xiàn)在客戶對(duì)產(chǎn)品精確度要求也變得更加嚴(yán)格，以±10ppm為主流規(guī)格，這樣的高頻率精準(zhǔn)度是目前全硅振蕩器所不能滿足的。

這幾個(gè)常用石英晶振參數(shù)也是最基本的晶振參數(shù)，是每位晶振采購(gòu)商在向晶振廠家采購(gòu)石英晶振前必先了解清楚的重要晶振參數(shù)，它們可以說(shuō)是一顆晶振電氣性能特征的主要參數(shù)，因此想要購(gòu)買(mǎi)到一顆合適的石英晶振，采購(gòu)商必須先弄清楚它們。