水晶振動子振動原理

水晶振動子振動原理1第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六前言壓電效應(yīng)機(jī)械應(yīng)力↓偏極電荷逆壓電效應(yīng)電場↓變形天然水晶PierreCurie1880PiezoelectriceffectdiscoveredbyJacquesandPierreCurie發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)(水晶的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng))JacquesCurie2第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六壓電現(xiàn)象壓電現(xiàn)象逆壓電現(xiàn)象1880年法國物理學(xué)家居禮兄弟發(fā)現(xiàn)壓電現(xiàn)象①

在水晶的結(jié)晶上施予機(jī)械壓力、表面會產(chǎn)生電荷。（壓電現(xiàn)象）②相對地在水晶上印加電場（電壓）會造成水晶變形。（逆壓電現(xiàn)象）

3第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六特性穩(wěn)定的計(jì)時(shí)元件手機(jī)正確度為0.1秒/日以內(nèi)（於日常的使用環(huán)境）

特有的共振頻率依賴切割方向位置、形狀（尺寸、厚度等）運(yùn)用於振盪線路

可取得極穩(wěn)定的頻率

高穩(wěn)定產(chǎn)品３０年才僅１秒的誤差持續(xù)穩(wěn)定地振動推力鐘擺模型水晶振動子振盪線路4第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六振盪模式寬度縱向震盪模式長度縱向震盪模式扭轉(zhuǎn)震盪模式屈曲震盪模式5第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六振盪模式厚度剪波震盪模式輪廓剪波震盪模式寬度縱向震盪模式長度縱向震盪模式結(jié)合寬度.長度縱向震盪模式6第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六從天然水晶到人工養(yǎng)晶天然水晶在地球內(nèi)部高溫，高壓的環(huán)境下.且有水存在的地方成長。而人工養(yǎng)晶.則須將地球內(nèi)部的環(huán)境.重現(xiàn)在陸地上。因此須建造大型壓力爐。人工養(yǎng)晶即是使用壓力爐水熱合成法所養(yǎng)成?，F(xiàn)在，最大的壓力爐內(nèi)徑800mm，高14m的圓筒狀.一次可養(yǎng)成3500kg的人工養(yǎng)晶。7第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六水晶CUT與其溫度特性頻率溫度特性曲線-400-350-300-250-200-150-100-50050100-50-40-30-20-100102030405060708090100110120溫度（℃）頻率変化率⊿f/F（×10-6）ATCutDTCutNTCut+5?XCutBTCutCTCut8第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六MotionOfAThicknessShearCrystalCLICKONFIGURETOSTARTMOTIONThicknessShearModeATCutCLICKONFIGURETOSTARTMOTION9第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板與溫度特性10第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)11第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)Z’X12第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)13第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)14第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六水晶振動子和太鼓是不同東西？15第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)16第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六ＡＴ板的振盪形態(tài)（１,１,１）（１,１,２）（１,１,３）（ｎ,X,Z’）17第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六水晶振動子的副振盪形態(tài)Freq.3.2MHz使用X-RAY的調(diào)查結(jié)果(1,1,1)(1,2,1)(1,1,3)(1,3,3)(1,5,1)(1,4,4)(1,5,3)W.J.Spencer論文（1966）18第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六人工水晶晶棒切割去除晶種研磨晶片切割(A)水晶振動子的製造工程（１）19第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六化學(xué)蝕刻蒸著搭載?接著頻率調(diào)整封止印字出貨(A)洗浄?乾燥老化／検査水晶振動子的製造工程（２）20第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六水晶振動子的內(nèi)部構(gòu)造HC-49/UAT-49DSX631SSUPPORT溶接CAPBASE21第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六起動震盪與負(fù)性阻抗為什麼依靠負(fù)性阻抗可以起動振盪？機(jī)械振動的形式

振盪線路的動作可以用鐘擺的擺動等機(jī)械性振動來比喻。一般正在擺動的鐘擺.由於有空氣阻抗、摩擦等阻抗損失、所以擺動會愈來愈弱。阻抗愈大.則愈早衰緩、阻抗愈小.則愈慢衰緩。若鐘擺運(yùn)動的阻抗損失都消失的話、將可永久持續(xù)擺動。

阻抗損失會對於鐘擺的運(yùn)動方向及反方向產(chǎn)生作用。若在與運(yùn)動方向同方向上設(shè)定阻抗的話、反而擺動會愈來愈大。此組抗值可稱為負(fù)性,因其並非自然存在、而是須供應(yīng)能量.負(fù)性阻抗才得以成立。時(shí)間変位運(yùn)動方向阻抗力衰緩鐘擺的振動22第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六起動震盪與負(fù)性阻抗阻抗＝0（+）方絶對値大(－)方絕對値大依阻抗変化（＋、－）的震盪振幅形態(tài)23第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六起動震盪與負(fù)性阻抗

為實(shí)現(xiàn)負(fù)性抵抗、需要增加檢測運(yùn)動方向的功能、以及在所檢測的運(yùn)動方向.施力相同方向的功能。

振盪線路上振動子端子間的電壓.以電容來分壓.於一方檢測震盪方向後.輸入反転増幅器.再將増幅的輸出加到另一邊的電容.即可控制增加振幅。C2RfC1Rd24第24頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

在振動