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更多>>Oscilent Crystal等效串聯(lián)電阻和振蕩模式
來源：http://www.xlspa.cn 作者：康華爾電子 2019年02月14
眾所周知，美國的頻率元件制造技術(shù)比較高，位于美國內(nèi)華達(dá)州西部城市里諾的Oscilent Crystal公司，成立于上世紀(jì)90年代，為客戶提供頻率元件供應(yīng)，設(shè)計，制造和售后等服務(wù)。多年積累下來的研發(fā)經(jīng)驗，足以讓Oscilent晶振公司生產(chǎn)任何類型的石英晶體，以發(fā)展石英水晶組件為己任，為此，Oscilent非常慷慨的提供自己多年的研發(fā)所得和技術(shù)。有了解過晶體或振蕩器相關(guān)技術(shù)資料的，對于ESR和振蕩模式這兩個詞應(yīng)該不陌生，ESR就是業(yè)內(nèi)工程師經(jīng)常提到的等效串聯(lián)電阻，以下是晶體振蕩模式與ESR的相關(guān)資料。
等效串聯(lián)電阻（ESR）：
等效串聯(lián)電阻是石英晶體諧振器等效電路的電阻元件（R1）。（參見下面的等效電路）該電阻表示固有諧振頻率下晶體的等效阻抗（串聯(lián)諧振）ESR由晶體阻抗（CI）測量儀測量。ESR值通常表示為以歐姆表示的最大值。ESR值隨頻率，操作模式，支架類型，晶體板尺寸，電極尺寸和安裝結(jié)構(gòu)而變化。
值得注意的是，AT-帶狀晶體設(shè)計在給定頻率下的ESR值通常高于標(biāo)準(zhǔn)（圓形空白）設(shè)計的ESR值。這在較低頻率下變得更加重要。當(dāng)從串聯(lián)諧振通孔HC-49/U型晶體轉(zhuǎn)變?yōu)槔肁T帶晶體的較小表面安裝型時，可以考慮由不同切口產(chǎn)生的ESR值的差異。
當(dāng)電阻值達(dá)到某一點時，ESR變得至關(guān)重要，因為振蕩器電路無法充分驅(qū)動石英晶體。可能會導(dǎo)致啟動緩慢或不需要的操作模式。
等效電路：
等效電路（如圖A所示）描述了以其固有諧振頻率工作的石英晶體單元的電活動。并聯(lián)電容（Co）表示晶體電極的電容加上支架和引線的電容。R1，C1和L1構(gòu)成晶體的“運動臂”，并被稱為運動參數(shù)。運動電感（L1）代表晶振的振動質(zhì)量。運動電容（C1）代表石英的彈性，電阻（R1）代表石英內(nèi)發(fā)生的體積損失。
有用的方程：
振蕩模式：
石英晶體設(shè)計為在其基頻或其泛音之一上振動。通常，使用標(biāo)準(zhǔn)晶體設(shè)計和工藝可以獲得高達(dá)30Mhz的基本頻率。對于高于30Mhz的頻率，建議使用泛音模式。在這些頻率下，基本模式晶體變得更加昂貴，因為石英坯料非常薄并且在生產(chǎn)過程中具有更高的破損率。使用泛音晶體而不是基波晶體的能力可以顯著節(jié)省成本。隨著頻率范圍的擴大，Oscilent Crystal的振蕩模式變?yōu)槠渌阂簟Ｕ５姆阂裟Ｊ绞堑?，第5，第7和第9，并且可以稱為基頻的“倍數(shù)”。例如，一個60Mhz的三次泛音晶體看起來就像一個20MHz的晶體，它的基礎(chǔ)。可以使20Mhz晶體以基頻的3,5,7等振蕩。
通過優(yōu)化來自20Mhz晶體的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。通過優(yōu)化來自20Mhz貼片晶振的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。通過優(yōu)化來自20Mhz晶體的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。
對于行外人來說，上面的Oscilent Crystal信息猶如天書般難懂，但對于從事頻率元件行業(yè)的工程師來說，算得上是寶貴的資料，因此康華爾電子將這些資料整理出來，給工程師們參考，讓更多的人了解晶振這個產(chǎn)品和這個行業(yè)，為推動石英水晶組件事業(yè)貢獻(xiàn)自己微薄的力量。
等效串聯(lián)電阻（ESR）：
等效串聯(lián)電阻是石英晶體諧振器等效電路的電阻元件（R1）。（參見下面的等效電路）該電阻表示固有諧振頻率下晶體的等效阻抗（串聯(lián)諧振）ESR由晶體阻抗（CI）測量儀測量。ESR值通常表示為以歐姆表示的最大值。ESR值隨頻率，操作模式，支架類型，晶體板尺寸，電極尺寸和安裝結(jié)構(gòu)而變化。
值得注意的是，AT-帶狀晶體設(shè)計在給定頻率下的ESR值通常高于標(biāo)準(zhǔn)（圓形空白）設(shè)計的ESR值。這在較低頻率下變得更加重要。當(dāng)從串聯(lián)諧振通孔HC-49/U型晶體轉(zhuǎn)變?yōu)槔肁T帶晶體的較小表面安裝型時，可以考慮由不同切口產(chǎn)生的ESR值的差異。
當(dāng)電阻值達(dá)到某一點時，ESR變得至關(guān)重要，因為振蕩器電路無法充分驅(qū)動石英晶體。可能會導(dǎo)致啟動緩慢或不需要的操作模式。
等效電路：
等效電路（如圖A所示）描述了以其固有諧振頻率工作的石英晶體單元的電活動。并聯(lián)電容（Co）表示晶體電極的電容加上支架和引線的電容。R1，C1和L1構(gòu)成晶體的“運動臂”，并被稱為運動參數(shù)。運動電感（L1）代表晶振的振動質(zhì)量。運動電容（C1）代表石英的彈性，電阻（R1）代表石英內(nèi)發(fā)生的體積損失。
有用的方程：
振蕩模式：
石英晶體設(shè)計為在其基頻或其泛音之一上振動。通常，使用標(biāo)準(zhǔn)晶體設(shè)計和工藝可以獲得高達(dá)30Mhz的基本頻率。對于高于30Mhz的頻率，建議使用泛音模式。在這些頻率下，基本模式晶體變得更加昂貴，因為石英坯料非常薄并且在生產(chǎn)過程中具有更高的破損率。使用泛音晶體而不是基波晶體的能力可以顯著節(jié)省成本。隨著頻率范圍的擴大，Oscilent Crystal的振蕩模式變?yōu)槠渌阂簟Ｕ５姆阂裟Ｊ绞堑?，第5，第7和第9，并且可以稱為基頻的“倍數(shù)”。例如，一個60Mhz的三次泛音晶體看起來就像一個20MHz的晶體，它的基礎(chǔ)。可以使20Mhz晶體以基頻的3,5,7等振蕩。
通過優(yōu)化來自20Mhz晶體的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。通過優(yōu)化來自20Mhz貼片晶振的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。通過優(yōu)化來自20Mhz晶體的諧波振蕩器電路中的某些電參數(shù)來實現(xiàn)60Mhz的頻率。60-110MHz范圍內(nèi)的晶體通常是5次泛音，而110-175MHz范圍內(nèi)的晶體通常是7次泛音。切勿嘗試使用以泛音頻率工作的基模晶體單元。
對于行外人來說，上面的Oscilent Crystal信息猶如天書般難懂，但對于從事頻率元件行業(yè)的工程師來說，算得上是寶貴的資料，因此康華爾電子將這些資料整理出來，給工程師們參考，讓更多的人了解晶振這個產(chǎn)品和這個行業(yè)，為推動石英水晶組件事業(yè)貢獻(xiàn)自己微薄的力量。
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