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电效应和压电谐振

发布时间:2012/2/11 21:45:26 访问次数:1596

    石英晶片之所以能做成谐振器是基于它的压电效应。若在晶片两面施加机械力,沿受力方向将产生电场,晶片两面产生异电荷,这种效应称正向压电效应;若在晶片处加一电场,晶片将产生机械变形,这种效应称为反向压电效应。事实上,正、反向压电效应同时存在,电场产生机械形变,机械形变产生电场,两者相互限制,最后达到平衡态。JM54AC244BRA  
    在石英谐振器两极板上加交变电压,晶片将随交变电压周期性地机械振动。当交变电压频率与晶片固有谐振频率相等时,振幅骤然增大,这种现象称为压电谐振。产生压电谐振时的频率称为石英晶体的谐振频率。
    等效电路和振荡频率
    石英晶体的等效电路如图4 - 18(a)所示。当品体不振动时,可等效为一个平板电容Co,称静态电容,其值为几pF到几十pF。当晶体振动时,可用L和C分别等效晶体振动时的惯性和弹性,用R等效晶体振动时的摩擦损耗。一般L为1×10 3~1×10-2 H,C为1×10-2~1×10-1 pF,R约为100 n。由于L很大,C和R很小,回路的品质因数Q值极高,可达1×l04~1×l06,这对振荡频率的稳定很有好处。而晶体的固有频率只与晶片的几何尺寸和电极面积有关,所以可以做得很精确、很稳定。

                              
   

    石英晶片之所以能做成谐振器是基于它的压电效应。若在晶片两面施加机械力,沿受力方向将产生电场,晶片两面产生异电荷,这种效应称正向压电效应;若在晶片处加一电场,晶片将产生机械变形,这种效应称为反向压电效应。事实上,正、反向压电效应同时存在,电场产生机械形变,机械形变产生电场,两者相互限制,最后达到平衡态。JM54AC244BRA  
    在石英谐振器两极板上加交变电压,晶片将随交变电压周期性地机械振动。当交变电压频率与晶片固有谐振频率相等时,振幅骤然增大,这种现象称为压电谐振。产生压电谐振时的频率称为石英晶体的谐振频率。
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    石英晶体的等效电路如图4 - 18(a)所示。当品体不振动时,可等效为一个平板电容Co,称静态电容,其值为几pF到几十pF。当晶体振动时,可用L和C分别等效晶体振动时的惯性和弹性,用R等效晶体振动时的摩擦损耗。一般L为1×10 3~1×10-2 H,C为1×10-2~1×10-1 pF,R约为100 n。由于L很大,C和R很小,回路的品质因数Q值极高,可达1×l04~1×l06,这对振荡频率的稳定很有好处。而晶体的固有频率只与晶片的几何尺寸和电极面积有关,所以可以做得很精确、很稳定。

                              
   

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