石英晶体AT切型圆片切角φ1的选择

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2018-06-27 17:19:18【大中小】

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有没有发现如今高科技甚至是黑科技型电子产品越来越多，而且功能非常多也很新颖，带来这一切的是我们非常熟悉的石英晶体。所以才会在晶振被大量应用一百多年后，仍然有一些国家还在研究可以制造出更稳定，性能更强，产量更大的贴片晶振技术。谐振器和振荡器的振荡电路设计很重要，但首选是先确认好切型和切角。

AT切型圆片切角的选择应根据技术要求而定，一般按照工作温度的要求，大体分为如下所述的三种情况。

1.在常温下工作的石英晶体元件：

这种石英晶体谐振器的工作温度范围较窄,一般选择零温度系数点与拐点重合的温度Tinf=20~30℃为参考温度,它的频率温度特性方程为：

零温度系数点与拐点重合的切角就是零温度系数切角,或称为基准角。图3.4.4给出了AT切型圆片零温度系数切角φ1随直径和频率变化的关系曲线，以供设计时参考

2.在宽温度范围内工作的石英晶体元件

这种石英晶振元件的工作温度范围一般为-20~+70℃，因此，只有当频率温度特性曲线存在两个极点时，才能满足要求，通常选拐点温度Tinf≈/25℃为参考温度。它的频率温度特性方程为：

其中要求一级温度系数a0的数值很小,可根据贴片晶振工作温度范围及温度频差按表3.2.2来选择相对于基准角的中心角,再按图3.4.4及石英片的频率和直径确定基准角φ0,则:

设计中心角φ1=基准角φ0+φ1’-△φL△φL是C0、CL对f—T特性影响而进行补偿的修正角。在初步确定设计中心角后,还要经过实验验证。

3.在恒温槽内工作的石英晶体元件

图3.4.5 AT切割石英片的频率温度系数的零值与温度(T)和石英片与光轴Z倾斜角的关系曲线(4~7MHz平凸片)

若工作温度规定为+60℃±5℃的石英晶体元件，或对向上翻转点有要求的温补晶振用的石英晶体元件，这就要求零温度系数点为+60℃，AT切型频率温度特性曲线中的两个翻转点(向下翻转点Tm和向上翻转点Tn)都是零温度系数点，一般是以向上翻转点Tn为参考温度,频率温度特性方程为：

相应的切角应比基准角大几分，初步确定切角后，也要经过试验验证,图3.4.5给出了4~7MHz(基频)平凸片的向下翻转点Tm和向上翻转点Tn与切角的关系曲线。

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