石英晶体常规技术指标

石英晶体常规技术指标

标称频率

    晶体元件规范所指定的频率。

调整频差

    基准温度时，工作频率相对于标称频率的最大允许偏离。常用ppm（1/106）表示。

温度频差

     在整个温度范围内工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离。常用ppm（1/106）表示。

谐振电阻（Rr）

     晶体元件在串联谐振频率Fr时的电阻值。

负载电容（CL）

      与晶体元件一起决定负载谐振频率FL的有效外界电容

静态电容（C0）

     等效电路静态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工工艺。它的常用计算公式为：

                              C0=KC0×Ae×F0＋C常数                                          

KC0——电容常数，其取值与装架形式、晶片形状有关;

Ae——电极面积，单位mm2；

F0——标称频率，单位KHz；

C常数——常数，单位PF;

动态电容（C1）

     等效电路中动态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积，另外还和晶片平行度、微调量的大小有关。它的常用公式为：

C1=KC1×Ae×F0＋C常数

KC1——电容常数；

Ae——电极面积，单位mm2;

F0——标称频率，单位KHz;

C常数——常数，单位PF;

动态电感（L1）

     等效电路中动态臂里的电感。动态电感与动态电容是一对相关量，它的常用公式为：

                     L1=1/(2πF0）2C1

串联谐振频率（Fr）

     晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个。

负载谐振频率（FL）

     晶体元件与一负载电容串联或并联，其组合阻抗为电阻性的两个频率中的一个频率。

品质因数（Q）

     品质因数又称机械Q值，它是反映谐振器性能好坏的重要参数，它与L1和C1有如下关系

                    Q=wL1/Rr=1/wRrC1                

如上式，R1越大，Q值越低，功率耗散越大，而且还会导致频率不稳定。反之Q值越高，频率越稳定。

相对负载频率偏置（DL）      

           晶体负载谐振频率相对于串联谐振频率的变化量DL=(FL-Fr)/Fr，可由下式近似计算：

                          DL≈C1/2（C0＋CL）

相对频率牵引范围 （ DL1,L2）

           晶体在两个固定负载间的频率变化量。

           D(L1,L2)=│(FL1-FL2)/Fr│=│C1(CL2-CL1)/2(C0+CL1)(C0+CL2)│

牵引灵敏度（TS）

           晶体频率在一固定负载下的变化率 。

                         TS≈-C1  *1000/ 2*（C0+CL）2

激励电平相关性（DLD）

           由于压电效应，激励电平强迫谐振子产生机械振荡，在这个过程中，加速度功转化为动能和弹性能，功耗转化为热。后者的转换是由于石英谐振子的内部和外部的摩擦所造成的。

           摩擦损耗与振动质点的速度有关，当震荡不再是线性的，或当石英振子内部或其表面及安装点的拉伸或应变、位移或加速度

达到临界时，摩擦损耗将增加。因而引起频率和电阻的变化。

  加工过程中造成DLD不良的主要原因

  ——谐振子表面存在微粒污染。主要产生原因为生产环境不洁净或非法接触晶片表面；

   ——谐振子的机械损伤。主要产生原因为研磨过程中产生的划痕。

  ——电极中存在微粒或银球。主要产生原因为真空室不洁净和镀膜速率不合适。

  ——装架是电极接触不良；

  ——支架、电极和石英片之间存在机械应力。

寄生响应

           所有晶体元件除了主响应（需要的频率）之外，还有其它的

   频率响应。减弱寄生响应的办法是改变晶片的几何尺寸、电极，以及晶片加工工艺，但是同时会改变晶体的动、静态参数。

寄生响应的测量

  ⑴SPDB 用DB表示Fr的幅度与最大寄生幅度的差值；

   ⑵SPUR 在最大寄生处的电阻；

   ⑶SPFR 最小电阻寄生与谐振频率的距离，用Hz或ppm表示。