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石英晶體剪切振動的其他用途

來源：http://www.cbjur26.cn 作者：康華爾電子 2019年05月07

石英晶體諧振器本身就是屬于一種頻率控制元器件，同樣是頻率控制的電子元件還有聲表面濾波器，聲表面諧振器等，而且它們的外形因為有些相像，所以單看外觀常常有人會把石英晶體，和聲表濾波器混淆弄錯。在厚切和振蕩模式下，晶體和濾波器會有什么不一樣，或者會有怎樣的關系，可以看看本篇文章，答案為你揭曉。
石英晶體作為濾芯。-被動激發的石英晶體用作具有一個或多個石英晶體的濾波器電路中的濾波器元件（特別參見石英濾波器部分）。這里的一個特點是單片濾波器元件。它們使用厚度剪切振蕩的振蕩模式，否則會干擾次級諧振。在“雙重”的情況下，兩個振動模式對稱地使用n1m1p1和反測量n1m2p1。

圖2.66單片石英過濾器的剪切振動模式

從圖2.66A和B中的移動方向和相應的極性，可以繪制根據圖2.67的等效電路，以同時使用兩種類型的移動（振動模式）。通過改變電極面積和電極間距，可以影響帶寬和衰減曲線。通過應用高階模式實現多極聲表濾波器元件是可能的（圖2.66C），但是需要非常高的精度來生產這種濾波器。

圖2.67單片石英濾波器

其他波形：
除了先前描述的體波（Bulkwave）的使用之外，表面波（SAW）（或SAW=表面聲波）也用在石英襯底上。OFW主要用于SAW濾波器，也用作高頻（200-1000MHz）振蕩器的諧振器和延遲元件。彈性體上的表面波首先由Rayleigh（LordRayleigh，Proc.Math.Soc.London1887）描述。與聲波在振蕩體（諧振器）中傳播的體積振蕩相反，表面波振蕩的波僅在諧振器的表面上傳播（圖2.68）。進入諧振器主體的穿透深度極低，約為2個波長。這使得可以在殼體中進行簡單且堅固的安裝。表面元件僅需要粘合到具有無效下側的載體上。

圖2.68表面波的運動

表面波由壓電傳感器同一表面上的成對電極激發（圖2.69）。電極的距離d等于波長8的一半（d=8/2），它確定諧振器的固有頻率，電極（指狀物）的數量為“諧振銳度”。利用表面波的傳播速度<，得到表面元件的固有頻率f0。

因此，聲表面濾波器的固有頻率僅取決于電極在由材料預定的傳播速度下的距離。通過光刻技術施加激發表面波所需的梳狀電極。該工藝的技術限制和制造扁平和微結構化表面所需的拋光技術給出了SAW元件的頻率上限。因此，SAW元件的頻率范圍從大約80MHz延伸到1000MHz，即它連接到體波的頻率范圍。

圖2.69表面諧振器

用于SAW元件的切割角2=36°和42°接近于AT切割，2=35°。可實現的，頻率相關的振動質量對應于等式（35），抽真空外殼的系數為10A1012和5.6A1012對于正常壓力。因此它們大約在125,000到6,000之間。相應的等效電路圖如圖2.69所示。對應于體積振蕩器的等效電路圖的相似性導致相同的電抗特性。連接電抗的影響是相同的。因此，在這里保留與石英晶振技術類似的術語是顯而易見的。頻率的溫度響應對應于等式（14）的拋物線。拋物線常數約為a=（32A10-9//C），T0=25°C，0到70°C之間的值是可能的。

從以上的資料中可以看出，聲表面濾波器的頻率會比大部分的晶體或振蕩器要高，常用的是315M，433M和433.92M，石英晶體的常用頻率是比較低的8M，10M，12M，16M，20M，24M，25M，26M，27.12M，32M，48M，50M等。但是濾波器和晶振的作用并不一樣，濾波器的工作是過濾雜波和抗干擾，而晶振的作用像’心臟’，依靠頻率振蕩帶動其他電子元件工作，輸出穩定的時候信號。

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