

石英晶体音叉或手表晶体是最陈旧的石英晶体规划之一。音叉开始用于手表和挂钟的计时,现在也用于计算机等现代电子科技类产品中,作为实时时钟 (RTC)。全球供货商每年出产数亿个这种形状共同的石英晶体。音叉晶体有多种尺度可供挑选,以满意规划需求,每年都有趋势指向更小的外表贴装晶体封装。
石英晶体音叉(也称为圆柱晶振)是指石英晶片外形相似音叉的晶振。它是一种石英晶体谐振器,常用于供给时钟频率,保证电子设备能战场作业。音叉晶振的常用频率为32.768KHZ,首要尺度有DIP:38mm、26mm,常用于遥控器,石英手表,时钟,计算机、家电自动操控和工业自动操控等等。
望文生义,石英晶体是由石英制成的。传统上,石英是一种天然存在的硬质矿藏,但今日的大部分石英都是在高压釜中组成成长的,这供给了比天然石英更高的规范纯度。运用石英是因为当施加机械压力和张力时会变成压电并发生电荷。这种压力会导致咱们称为频率的机械振荡。
石英需要以准确的视点切开,以发动特定的振荡形式并保证压电效应起作用。最常见的晶体规划之一是 AT Cut 晶体。AT Cut 晶体的频率由晶体的厚度决议。例如:晶体越薄,频率越高。晶体的振荡质量将直接决议晶体振荡器电路规划要不要并联或串联谐振晶体。
晶体机械振荡形式有四种常见的:曲折、拉伸、面剪切和厚度剪切。石英晶体音叉将在曲折形式下运转,其特征是柄脚在水平平面上独立但同相振荡。曲折形式晶体首要在低于 1 MHz 的低频范围内作业。尽管泛音形式是或许的,但音叉晶体首要用作基频。
最常见的石英晶体频率是 32.768 kHz。这个频率现已变得很遍及,因为当 32.768 kHz 除以 2/15 时,会有 1 Hz 的信号。该 1 Hz 信号将一直供给一秒的时刻。这为日期、日期和时刻的呈现供给了一个牢靠的计时体系。经典音叉的频率最终是简略的算术运算和石英出产的一般条件的成果。
因为其共同的形状,音叉晶体在很宽的温度范围内没办法供给高精度。它们的温度精度能够绘制为随气温改变的抛物线曲线°C 下,该精度一般为 ±20ppm。 这相当于每天添加或削减 1.7 秒的时刻或每年添加或削减 10.34 分钟。图 1 显现了在极高和极低温下的精度下降。在这些温度下的典型精度远低于 ±150ppm,这相当于每天丢失近 13.0 秒或每年丢践约 1.3 小时。32.768 kHz 音叉晶体的常见抛物线:确认音叉频率稳定性的抛物线 kHz 音叉晶体的温度与精度的联系
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在特定频率 (f) 和温度 (T) 下,典型晶体的频率误差 (Δf) 为:
对这些方程的剖析提醒了只要三个变量操控晶体随温度的改变频率响应。这些是曲率触摸、翻转温度和室温频率误差。曲率常数对频率误差随气温改变的抛物线性质影响最大,但该常数的误差十分小。不同的周转温度会使曲线向左或向右移动,而室温下的不同频率误差会使曲线上下移动。