首頁(yè)晶振行業(yè)動(dòng)態(tài) AT切割晶振晶體板面剪切振動(dòng)的頻譜圖和頻率溫度特性
AT切割晶振晶體板面剪切振動(dòng)的頻譜圖和頻率溫度特性
來(lái)源：http://m.arucbtxo.cn 作者：億金電子 2019年05月07
基于Mindlin板的理論,得到AT切割石英晶體板面剪切振動(dòng)的頻譜圖,以及面剪切振動(dòng)的頻率溫度特性結(jié)果,并且與實(shí)際樣品的量測(cè)值進(jìn)行比對(duì).TXC晶振公司分別以三維精確理論和一階板的理論對(duì)AT切割石英晶體板Z軸方向面剪切振動(dòng)進(jìn)行理論推導(dǎo),計(jì)算出的頻譜圖可幫助晶片設(shè)計(jì)人員選擇合適的晶片尺寸來(lái)避開(kāi)厚度剪切振蕩和面剪切振蕩的偶合.
AT切割晶振晶體板面剪切振動(dòng)的頻譜圖和頻率溫度特性分析.溫度特性對(duì)石英晶體諧振器來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,本文通過(guò)理論推導(dǎo)得出了Z軸方向的面剪切振蕩的頻率溫度特性結(jié)果,這部份的結(jié)果結(jié)合頻譜圖可以幫助晶振晶片設(shè)計(jì)人員找到在一定的溫度范圍內(nèi)都無(wú)偶合情況出現(xiàn)的晶片尺寸.
石英晶體板的截面圖
AT切割晶振晶體因?yàn)槠淞己玫念l率溫度特性被廣泛地應(yīng)用于壓電諧振器的制作中.它所利用的振動(dòng)形態(tài)是位移與1x（對(duì)角軸）方向平行的厚度剪切振動(dòng)模態(tài).然而石英晶體是各向異性的材料,晶體板的振動(dòng)除了厚度剪切振動(dòng)模態(tài)以外還存在很多不被需要的寄生模態(tài).在實(shí)際的石英晶體諧振器的設(shè)計(jì)中,如何選擇好合適的石英晶振晶體板的尺寸來(lái)避開(kāi)寄生模態(tài)和厚度剪切振動(dòng)模態(tài)的偶合,是工程技術(shù)人員最關(guān)心的問(wèn)題.
面剪切振蕩是最早期被發(fā)現(xiàn)的寄生模態(tài)之一,關(guān)于它的理論推導(dǎo)早在70年代就已經(jīng)由Mindlin提出.Mindlin對(duì)面剪切振動(dòng)模態(tài)的推導(dǎo)是基于三維理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,為了能用較為簡(jiǎn)單的表達(dá)式來(lái)表達(dá)出解的形式,對(duì)石英晶振板的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化,并且為符合自由邊界條件,還假設(shè)板的橫截面不再是矩形,而是存在一定傾斜角（Mindlin Angle）的平行四邊形.
典型石英晶體板的模型圖
在這篇論文中,TXC Crystal對(duì)Mindlin的推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行了說(shuō)明,同時(shí)我們利用一階板的理論也對(duì)面剪切振動(dòng)進(jìn)行了推導(dǎo),而模型的假設(shè)不需要有Mindlin Angle.然后,利用三維理論和一階板理論的推導(dǎo)結(jié)果分別計(jì)算出了頻譜圖.設(shè)計(jì)人員可根據(jù)它選擇到避開(kāi)兩模態(tài)偶合的晶體板3x方向尺寸外對(duì)根據(jù)兩種理論計(jì)算出的頻譜圖的比較,也說(shuō)明了兩種理論間的異同點(diǎn).
石英貼片晶振,石英晶體諧振器正在被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.對(duì)于產(chǎn)品特性的要求也逐步提高,特別是產(chǎn)品的溫度特性,越來(lái)越被客戶所重視.目前石英晶體,貼片晶振的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但要排除常溫下寄生模態(tài)和厚度剪切振蕩的偶合,還要考慮產(chǎn)品被應(yīng)用的溫度范圍的情況.
本文在一階板理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,考慮熱膨脹系數(shù)和熱彈性系數(shù),計(jì)算了面剪切振蕩的頻率溫度特性結(jié)果,通過(guò)這個(gè)計(jì)算可讓設(shè)計(jì)人員掌握晶振面剪切振蕩形態(tài)隨溫度的變化形態(tài),方便在設(shè)計(jì)時(shí)在常溫下避開(kāi)模態(tài)偶合的同時(shí)也能預(yù)估產(chǎn)品在應(yīng)用的溫度區(qū)間模態(tài)的偶合情況.實(shí)際產(chǎn)品量測(cè)結(jié)果也包含與此論文中,以便對(duì)理論計(jì)算和實(shí)際量測(cè)結(jié)果的差異進(jìn)行比較.更多相關(guān)信息內(nèi)容歡迎登入億金官網(wǎng)查看了解.
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石英晶體板的截面圖
面剪切振蕩是最早期被發(fā)現(xiàn)的寄生模態(tài)之一,關(guān)于它的理論推導(dǎo)早在70年代就已經(jīng)由Mindlin提出.Mindlin對(duì)面剪切振動(dòng)模態(tài)的推導(dǎo)是基于三維理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,為了能用較為簡(jiǎn)單的表達(dá)式來(lái)表達(dá)出解的形式,對(duì)石英晶振板的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化,并且為符合自由邊界條件,還假設(shè)板的橫截面不再是矩形,而是存在一定傾斜角（Mindlin Angle）的平行四邊形.
典型石英晶體板的模型圖
石英貼片晶振,石英晶體諧振器正在被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.對(duì)于產(chǎn)品特性的要求也逐步提高,特別是產(chǎn)品的溫度特性,越來(lái)越被客戶所重視.目前石英晶體,貼片晶振的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但要排除常溫下寄生模態(tài)和厚度剪切振蕩的偶合,還要考慮產(chǎn)品被應(yīng)用的溫度范圍的情況.
本文在一階板理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,考慮熱膨脹系數(shù)和熱彈性系數(shù),計(jì)算了面剪切振蕩的頻率溫度特性結(jié)果,通過(guò)這個(gè)計(jì)算可讓設(shè)計(jì)人員掌握晶振面剪切振蕩形態(tài)隨溫度的變化形態(tài),方便在設(shè)計(jì)時(shí)在常溫下避開(kāi)模態(tài)偶合的同時(shí)也能預(yù)估產(chǎn)品在應(yīng)用的溫度區(qū)間模態(tài)的偶合情況.實(shí)際產(chǎn)品量測(cè)結(jié)果也包含與此論文中,以便對(duì)理論計(jì)算和實(shí)際量測(cè)結(jié)果的差異進(jìn)行比較.更多相關(guān)信息內(nèi)容歡迎登入億金官網(wǎng)查看了解.
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