高振動石英晶體振蕩器
發布時間:2008-11-03
中心論題:
- 石英晶體振蕩器“小型化”的優點
- 在設計耐強振動係統時的數點建議
解決方案:
- 小型化提高了石英晶體振蕩器衝擊與振動的耐受性
- 大大提高了它們衝擊與振動的耐受性
womentongchangrenweizaidianzixitongzhong,shiyingjingtizhendangqishizuiyisuideyuanjianzhiyi。zhebingbuqiguai,yinweizhendangqilideshiyingjingtixiezhenqishiyouyigehendadejiejingtizuchengde,jiuxiangyigedadeyuankongAT-cut晶體被金屬夾固定在一個金屬殼裏。這種結構不能耐受高出50~100 g太tai多duo的de振zhen動dong強qiang度du。這zhe類lei晶jing體ti振zhen蕩dang器qi非fei常chang適shi合he大da型xing台tai式shi儀yi器qi和he類lei似si的de設she備bei,但dan不bu太tai適shi用yong於yu對dui高gao振zhen動dong性xing要yao求qiu很hen高gao的de應ying用yong領ling域yu,如ru掌zhang上shang電dian腦nao和he軍jun需xu設she備bei。在zai這zhe些xie設she備bei中zhong,加jia速su度du達da到dao千qian個ge甚shen至zhi萬wan個geg。很明顯,一般的晶體結構在此類應用中是不合適的。
推(tui)動(dong)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)和(he)振(zhen)蕩(dang)器(qi)結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)的(de)動(dong)力(li)來(lai)自(zi)對(dui)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)不(bu)斷(duan)追(zhui)求(qiu)。伴(ban)隨(sui)著(zhe)照(zhao)相(xiang)機(ji)平(ping)版(ban)印(yin)刷(shua)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)加(jia)工(gong)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)的(de)化(hua)學(xue)工(gong)藝(yi)的(de)進(jin)步(bu),小(xiao)型(xing)化(hua)在(zai)1970年邁出了關鍵的一步。這種新的處理工藝來自曾用於矽工業的一些技術,能夠精確地磨製出小於1mm尺寸的石英/晶jing體ti,並bing能neng精jing確que到dao幾ji微wei米mi。在zai小xiao型xing化hua進jin程cheng中zhong很hen重zhong要yao的de另ling一yi步bu是shi將jiang晶jing體ti牢lao牢lao固gu定ding於yu一yi個ge粗cu糙cao機ji架jia的de陶tao瓷ci封feng裝zhuang技ji術shu得de到dao發fa展zhan。由you此ci,這zhe種zhong製zhi造zao與yu構gou造zao工gong藝yi成cheng為wei了le石shi英ying晶jing體ti小xiao型xing化hua不bu成cheng文wen的de標biao準zhun。
“小型化”與“好處”
xingyundeshi,shiyingjingtizhendangqidexiaoxinghuahaidailaileewaidehaochu,najiushidadatigaoletamenchongjiyuzhendongdenaishouxing。yinweichicunxiao,xiezhenqizhiliangjiaodi,yeyinciduixiezhenqideliyejiaoxiao。ruguoshiyongqianganzhuangcailiao,xiezhenqijiubuhuiyinweijiasudutaidadiaoxialai,tahuibeilaolaogudingzaibenlaideweizhishang。jinyibueryan,youyutadexiaochicun(短空白大小或短音叉齒)諧振器內的剪力很小,諧振器能抵抗高振動而不被破壞。
xiaochicundelingyigefujiadehaochushi,xiezhenqidezuidiwanquxingpinlvzhuangtaikedajiqianhezihuogenggao。zhezhongqingxingzhishaohuidailailianggehaochu。diyige,youyuzhendongdaolaizhiqiandayue1mmhuogengchangshijianhuichuxianzhendong,kezuoweileisijingdianzaoshengdemaichongchuli。zairenhezhidingshiduanneidezhendongkedazhikanzuoyigegudingdejiasudu,erzhegejiasudutaixiao,suoyibunengjihuojingtidewanqumoshi。dier,zhezhongwanquxingduipinlvyaoqiufeichanggao,zhendongchanshengdepinlvtongchangdiyu2kHz,所以不會被其所激活。
這(zhe)在(zai)劇(ju)烈(lie)振(zhen)動(dong)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)和(he)工(gong)業(ye)製(zhi)造(zao)板(ban)取(qu)代(dai)刳(ku)刨(pao)工(gong)具(ju)時(shi)期(qi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)現(xian)代(dai)的(de)製(zhi)造(zao)與(yu)構(gou)造(zao),石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)諧(xie)振(zhen)器(qi)不(bu)再(zai)是(shi)嬌(jiao)嫩(nen)易(yi)碎(sui)的(de)東(dong)西(xi)。如(ru)今(jin)很(hen)多(duo)的(de)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)能(neng)提(ti)供(gong)耐(nai)千(qian)g機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)力(li)的(de)晶(jing)體(ti)和(he)振(zhen)蕩(dang)器(qi)。即(ji)便(bian)如(ru)此(ci),在(zai)大(da)多(duo)數(shu)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)嚴(yan)格(ge)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),普(pu)通(tong)的(de)晶(jing)體(ti)和(he)振(zhen)蕩(dang)器(qi)並(bing)不(bu)合(he)適(shi),如(ru)軍(jun)用(yong)和(he)導(dao)彈(dan)電(dian)子(zi)。因(yin)為(wei)這(zhe)其(qi)中(zhong)的(de)振(zhen)動(dong)能(neng)達(da)到(dao)幾(ji)萬(wan)g。
要滿足這些方麵的要求,光是諧振器的尺寸縮小並不夠,還必須將其按照受剪力最小原則安放。舉個例子,對高振動AT-cut晶體而言,第三點裝配法可用於將晶體空白的無電端設置為晶體包。用這種方法,晶體抗振動水平能上升至100 000g。同樣地,用這種晶體結合更先進的結構工藝製造的振蕩器也能達到100 000g的抗振動性。
設計耐強振動係統時,記住以下幾條箴言是非常有用的
● 晶體/振蕩器(較小包內發現的)中,小尺寸的比大尺寸的更穩固。
● 音叉晶體(通常為10~600kHz)比擴展型晶體(520kHz~2.5MHz)穩固性更好。而AT-cut晶體(8MHz以上)是最穩固的。
● 對音叉和擴展型晶體而言,晶體尺寸隨頻率減小而減小,穩固性隨頻率增大而增強(對某一指定型晶體)。
● 對AT晶體而言,晶體在13~50MHz內是最穩固的,當處在16~32MHz時最佳。
● 注意對超過千g級的振動,普通的晶體和振蕩器是不合適的,需要采用專為高振動應用環境設計的類型。
● 如果已知振動是沿單一方向被采用,合理選擇晶體/振蕩器的方位能大大提高係統穩固性。
● 除了檢驗數據表上必要的說明,別忘了問清製造商供應高振動設備的曆史。
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