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(1.) 石英晶体是压电元器件
石英晶体是一种结晶化的二氧化硅 (SiO2)。石英晶体结构拥有压电效应的特性 (图1)，在晶体上以特定的方向施以压力，垂直方向的压力会产生电荷。能量是在机械动能和电能狀 态下以每秒百万次的频率转换。因此，压电组件的特性是与其他组件是有所不同。
根据原晶体条的切割位置方向，可制造出不同的石英晶体片，例如 AT, BT, CT ….. 的切面，这不同切面会决定石英晶体器件的特性。
晶体切割位置方向的工序会决定以下特点：
1) 振荡摸式; 2) 频率范围; 3) 工作温度特性
石英晶体组件的特性是依赖切割位置的方向 (图 2)
a) 音义式石英晶体：频率在 KHz 水平，例如 32.768KHz
b) AT-切類型：频率范围在MHz，例如 12MHz, 26MHz, 125MHz
c) SAW 類型：频率范围在MHz 至 GHz
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| (Fig.1) Typical Structure of HC-49U and SMD Quartz Crystal |
(Fig.2) Cutting Orientation of Quartz Crystal |
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| (Fig.3) HC-49U Crystal |
(Fig.4) SMD-Crystal |
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| (2.) 石英晶体的等效摸型 |
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(3.) 晶体的原參數
Rs, C0, C1 和 L1 參數可提供足够资料关于晶体在其工作频率附近范围的抗阻值改变。 |
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Temperature Characteristic AT Cut
For AT Cut, usually +/- 30 to 50 ppm over -10 to +60
Always refer to 25 degree C as 0 ppm |
Temperature Characteristic Tuning Fork
For Tuning Fork usually over 200 ppm
Common habit is to refer to 25 degree C as 0 ppm
Consider seriously to allow +80ppm typical for 25 C |
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| (4.) AT-切和音义式石英晶体的特性 |
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音义 |
AT-切 |
| 频率 |
kHz |
MHz |
| 标准耗电量 |
02.uW |
50uW |
| 电阻 |
较大 |
比音义的电阻小 |
| 温度特性 |
允许偏差值比AT-切较大 |
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| (5.) 泛音和基频晶体 |
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基频 |
泛音 |
| 频率(AT 切) |
4MHz 至50MHz (跟据应用所需) |
18MHz 至100MHz 以上 |
| 电阻 |
ESR 较小 |
ESR 较大 |
| 跌落特性 |
频率越高,跌落性能越差 |
由于芯片厚，跌落性能较好 |
| 牵引量 |
可适用于FM, PLL, VCO 线路 |
高Q 值，因此,频率基本不随其他组件而改变 |
| 电路设计 |
一般不需濾波去防止晶体工作在泛音频率 |
通常需要有濾波以防止晶体工作在基频 |
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