壓電石英水晶在經(jīng)過加工成元件之后，分為很多種元件，比如有石英晶體諧振器和到石英晶體振蕩器，諧振器和到振蕩器焊接方面又要所不同，石英晶體振蕩器也有分為很多種，比如普通的帶電壓的有源晶振,有VCXO壓控振蕩器，恒溫晶體，TCXO溫補晶振等系列。

石英晶體諧振器工作原理晶體諧振器，主要材料是人造水晶，成分是SIO2，它不但是較好的光學材料，而且還是重要的壓電材料。晶體諧振器就是利用石英晶體所具有的壓電效應，制造的具有選擇頻率和穩(wěn)定頻率作用的元器件，在穩(wěn)頻、選頻和精密計時等方面有突出的優(yōu)點，是石英晶體振蕩器和窄帶濾波器等的關鍵元件。它主要由被好電極的石英晶片、支架、外殼幾部分組成。

32.768K表晶應用除了兒童智能手表，在兒童用的游戲機和智能學習機上也能用得到，并且也是最主要的一款石英晶振。那么為什么這么多的電子產(chǎn)品都要采用這顆32.768K晶振呢？其實是因為32.768K在無源晶振中屬于通用的頻率，晶振頻率分為兩種，一種是KHZ級，另一種是MHZ級的，一般MHZ有的頻率有非常多種，每款晶振都不一樣，而KHZ級雖然也有30~100KHZ這樣的范圍，但基本相當于只有一種32.768KHZ了，這個頻率有不少的有源系列的石英晶體振蕩器和溫補晶振中也有，所以說在幾乎所有兒童智能電子產(chǎn)品，和其他的電子數(shù)碼產(chǎn)品，最不能少的就是32.768K晶振。

石英晶體諧振器與石英晶振振蕩器的工藝以及生產(chǎn)流程，產(chǎn)品特性和工藝流程情況。表晶千赫系列以及石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器的在工藝上的不同之處就在于，增加一個IC 振蕩回路。末添加IC的單晶片晶體生產(chǎn)出來的行業(yè)簡稱為石英晶振，低頻石英晶振簡稱為時鐘表晶。

石英晶體振蕩器（有源晶振）是種頻率元器件,通過振蕩從而產(chǎn)生頻率,主要負責產(chǎn)品的信號接收及傳送,在整個產(chǎn)品中的作用至關重要.小型貼片晶振成為市場主流:7050、5032、3225、2520、2016mm體積,有著翻天覆地的改變,體積的變小也試產(chǎn)品帶來了更高的穩(wěn)定性能,接縫密封石英晶體振蕩器,精度高,覆蓋頻率范圍寬的特點。

日本晶振品牌中日本電波（簡稱NDK晶振下文用簡稱表示）.公司以石英晶體諧振器、石英晶體振蕩器為主要業(yè)務,是整個晶體行業(yè)的領導品牌.市場需求不斷變化,公司不斷突破技術領域,以滿足市場為目標,率先解決了客戶需求,是整個晶體行業(yè)中第一家最先向超小、超薄型發(fā)展,如:1610、1612、2012、2016系列小體積晶體.

早在2001年我司冠杰電子就與臺灣，日本，歐美等地的眾多進口晶振品牌商取得了代理權或建立了合作關系,代理的品牌有：KDS晶振、CITIZEN晶振、EPSON晶振、SEIKO晶振、muRata晶振、TXC晶體,NSK晶振,加高石英晶體振蕩器等日產(chǎn)以及臺產(chǎn)進口品牌，歐美進口晶振品牌有西迪斯CTS晶振，RAKON瑞康晶振，Microcrystal微晶晶振，Abracon晶振等。

智能家居的最主要特點就是可連接性和智能化,不管是什么都脫離不開這兩點,像是現(xiàn)在家庭中最常見的智能閉路電視,火災報警器,智能音響等等,這些常見的智能家居電子產(chǎn)品所擁有的共性便是擁有互相連接的特點.在智能家居發(fā)展期間,在家庭中原本一些平常無奇的電子產(chǎn)品,工程師們在嘗試與互聯(lián)網(wǎng)開始聯(lián)系在一起,期望能夠通過智能手機來實現(xiàn)其遠程控制的念想.換句通俗一點的話語來說,就是通過智能手機就可以操控家中所有的電子電器,同時就算是在外面,也能夠?qū)抑兴l(fā)生的事情了如指掌.

就一定還需要一款32.768KHz的晶振用來提供精準的時鐘信號，其用途是記錄時間信息，而且大家應該也都知道，監(jiān)控攝像頭只是一個工具，還要電腦來記錄儲存當時所發(fā)生的事情，然而電腦中應用的石英晶振可不止一種，除了這款用來校準時間信息的32.768Khz晶振之外還有14.318M晶振，24.576M晶振，25M晶振,60M溫補晶振，24M溫補晶振等等幾款型號。所以說，在平安城市建設的項目上，石英晶體振蕩器的作用也是不可忽略的。

石英晶體振蕩器采用波源基波振蕩方式，結構簡潔，耗電量受益于此而最少。與此相對，受復雜電路的影響，全硅MEMS振蕩器①的電流消耗為7.1mA；在“相位噪音與相位抖動”之項中已說明的具有良好的相位噪音特性的全硅MEMS振蕩器②竟然達到了31.5mA。由此，需要在相位噪音的改良與維持低耗電量之間做出權衡，使用振蕩器構建設備系統(tǒng)之際應當十分注意。

32.768K不僅是晶振頻率更是時鐘頻率，在任何一個需要時鐘的電子產(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。那為什么我們要對一個小小的時鐘頻率花費這樣多的心思，對它研究來探索去的呢？無源32.768K到底缺少些什么，致使它無法一如既往的滿足時代科技發(fā)展要求的，直接推動了32.768K石英晶體振蕩器的出現(xiàn)呢？

固體可以分為結晶體(晶體)與非結晶體(非晶體)兩大類。晶體中有外形高度對稱的單晶體(如石英晶體)和由許多微細晶體組成的多晶體(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)在適當條件下,能自發(fā)地發(fā)展成為一個凸多面體形的單晶體。圍成這樣一個多面體的面稱為晶面;晶面的交線稱為晶棱;晶棱的會集點稱為頂點。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,兩個對應晶面(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,分為五組,六個m面(柱面),六個R面(大棱面),六個r面(小棱面)六個s面(三方雙錐面),六個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或某一組晶面相對地變小或完全隱沒,所以實際見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)部結構的規(guī)律性,造成了它在外形上的對稱性。例如:晶體可以有對稱軸、對稱中心、對稱面等對稱元素。石英晶體存在一個三次對稱軸(或三次軸即晶體繞該軸旋360°3后能夠復原)和三個互成120°的二次軸,如圖1.1.2中的a、b、d軸

圖1.1.2石英晶體的對稱軸和直角坐標系

在結晶學中,晶體的內(nèi)部結構可以概括為是由一些“點子”在空間有規(guī)則地作周期的無限分布:“點子”代表原子、離子、分子或其集團的重心。這些“點子”的總體稱為點陣,構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,因此硅離子的點陣就可以反映出石英晶體的內(nèi)部結構

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(見圖1.1.1),它們互為鏡象對稱。

晶體物理性質(zhì)的各向異性和晶體外形的對稱性有關,因此討論石英晶體的物理性質(zhì)時,采用為圖1.1.2所示的直角坐標系較為方便。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標準規(guī)定對左、右旋石英晶體均采用右手直角坐標系。

所有生產(chǎn)步驟必定都遵守最小成本最大利潤化，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，原材料便宜導致全硅MEMS振蕩器價格有雨石英晶體振蕩器。

對很多接觸晶振的朋友來說肯能很少聽到陶瓷晶振這個名詞，一些朋友可能早就開始不再需要接觸陶瓷晶振了，現(xiàn)在的晶振市場可以說充斥著大多數(shù)名詞都是石英晶振，石英晶體，無源晶振，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，溫補晶振，壓控晶振，壓控溫補晶振，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(nèi)的問題。因此,這里僅討論石英晶振晶體的彈性性質(zhì)。

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,而且還與石英晶振,貼片晶振等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(shù)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(guī)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,石英晶體振蕩器,石英晶振,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(shù)學表達式為

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(chǎn)生伸長外,同時在y方向也產(chǎn)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(chǎn)生伸長外,同時在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,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,石英貼片晶振應變也有兩個足標,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?yōu)榱庑?/span>,這樣的形變稱為切變,如圖22.2所示。從圖中看出,切變的特點是形變前、后四個邊之間的夾角發(fā)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(chǎn)生的,而這兩對應力稱為切應力。石英晶振切應力的特點是: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)生轉動,故有:

Tyx= Txy = T21 = T12 =T6

石英晶振還有一個重要的特性——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。溫補晶振（TCXO），恒溫晶體振蕩器（OCXO），都是針對晶體的頻率溫度特性做相應的補償，頻率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb（1ppb=10-3ppm），甚至更高。所以溫度補償成為彌補石英晶體溫漂的重要手段。然而，市面上針對KHZ級別的溫補晶振少之又少，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。