石英晶振晶片直徑的設(shè)計(jì),選擇,確定

首先要考慮所規(guī)定的石英晶體盒能容納石英片的最大尺寸,再設(shè)計(jì)滿足此條件的石英片直徑。石英片的直徑大小對石英晶振元件的活力和寄生振動有很大影響。AT切型的寄生振動主要包括xy’彎曲、y’面切變和xy’伸縮等三種振動。

如果主振動頻率與上述三種振動之一的高次泛音頻率接近時(shí),就出現(xiàn)強(qiáng)耦合作用,引起活力突變或晶振頻率跳躍等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在AT切型的低頻端及邊比Φ/t小的情況下容易出現(xiàn)。所以當(dāng)Φ/<20時(shí),就應(yīng)該嚴(yán)格控制晶振片直徑Φ的尺寸。

AT切型圓形片的直徑大小與上述三種寄生振動頻率的關(guān)系式為:

式中:

Φ—晶振晶片直徑(mm)；

n_彎—xy’彎曲振動的泛音次數(shù)，取偶數(shù)；

n_面—y’面切變振動的泛音次數(shù)，取奇數(shù)；

n_伸—xy’伸縮振動的泛音次數(shù)，取正整數(shù)；

當(dāng)n_彎為偶數(shù)時(shí)，主振動與x y’彎曲振動有強(qiáng)耦合作用：n_面取奇數(shù)時(shí)，主振動與y’面切變振動有強(qiáng)耦合作用；當(dāng)n_伸取正整數(shù)時(shí)，主振動與xy’伸縮振動有強(qiáng)耦合作用。因此式(3.4.1)中所確定的有關(guān)直徑的數(shù)值在AT切型石英晶振晶片的設(shè)計(jì)中不能采用。

例如,設(shè)計(jì)HC-49/型4000KHz的AT切型石英片的直徑。當(dāng)f_彎=f_面=f_伸=4000KHz時(shí)，用不同的泛音次數(shù)代入式(3.4.1)所得三組直徑,如表3.4.1所示,從表中看出。當(dāng)石英晶振晶片Φ=8.48~8.68mm時(shí),主振動可避開與上述三種寄生振動的耦合,再考慮所規(guī)定的石英晶體盒尺寸和基座組支架的尺寸,可以選取Φ8.65_-0.05mm較好。通過上述方法所得結(jié)果還要經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。

表3.4.1三組直徑系列值