AT切型圓形石英晶振晶片直徑的設計,選擇,確定

首先要考慮所規定的石英晶體盒能容納石英片的最大尺寸,再設計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,就出現強耦合作用,引起活力突變或晶振頻率跳躍等現象。這種現象在AT切型的低頻端及邊比Φ/t小的情況下容易出現。所以當Φ/<20時,就應該嚴格控制晶振片直徑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，取偶數；

n_面—y’面切變振動的泛音次數，取奇數；

n_伸—xy’伸縮振動的泛音次數，取正整數；

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

例如,設計HC-49/型4000KHz的AT切型石英片的直徑。當f_彎=f_面=f_伸=4000KHz時，用不同的泛音次數代入式(3.4.1)所得三組直徑,如表3.4.1所示,從表中看出。當石英晶振晶片Φ=8.48~8.68mm時,主振動可避開與上述三種寄生振動的耦合,再考慮所規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果還要經過試驗驗證。

表3.4.1三組直徑系列值