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压电效应
通过研究,居里兄弟皮尔及杰奎斯发现,对多种天然结晶体施加机械压力能产生电荷,这种现象称为压电效应,这个词来源于希腊语“to press”。
反过来又发现,对电荷施压可改变晶体结构,又发现施加交流电场产生机械振动。
石英晶体象电子共振电路一样以极低的损耗动作。


石英
石英被发现是可演示“压电效应”的天然结晶体物质之一,且其化学及机械特性非常稳定,石英成为早期电方面研究者极其感兴趣的物质,其化学表达式为硅的氧化物二氧化硅。
虽然大约14%的地表由二氧化硅组成,但它很少生成具有所需纯度的结晶体结构,且又多物理缺陷及缺点。在巴西及马达加斯加发现了其质量可满足用于生产石英振荡单元的未加工的石英。
因此人们不断的尝试降低石英的化合杂质,即在石英培养基上进行再结晶聚合。这种方式在现在已成功商用化了。
将石英碎料投入有碱性熔剂的钢质自动搅拌炉,在大约400度及10,000N/cm2压力下熔化,期待的聚合方向通过对石英培养基的仔细的预定位来保障。
聚合率一般大约在1mm/天。缓慢的聚合率是因为在晶格中大量同种物质中化合了少量的异种原子所致。
现在合成石英已被聚合成适宜的长度及交叉段,使有效率的以最小的切割损耗进行下一级的流程阶段成为可能。今天所能达到的等级已达到非常高的纯度及机械品质,合成石英已基本独占石英振荡单元的生产。


一般公式



等效电路及参数定义

振荡器晶体作为一种频率功能器件其电特性可以画成类似于等效电路产生的振荡频率。

震荡质量已被动态电感 L1符号化,但其弹性不依赖于动态电容 C1

带外谐振与杂散谐振一样可附带画成串并联连接的谐振电路。



自动切割晶体单元的频率温度曲线图




基本晶振电路