降低震动对石英晶体振荡器的影响

张新明

摘要：由于石英体振荡器拥有非常高的频次平稳性和精准性的特质，因此作为统一频次源以及脉冲讯号源供应频次基准是如今别的振荡器不能做到的。而在晶振进行中，振动已然变成干扰其频次平稳性的关键要素。这篇文章在理论解析的基本上运用新的检测形式来表达加速度对石英晶体振荡器的调节功能，并为设计部分建言献策，同时在理论上解析了碰撞对其振荡器的干扰，并给予了改量手段以及相关实验结果证明。

关键词：石英晶体振荡器;晶体谐振器;降低震动

中图分类号：TN752.2文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）13-0082-02

1石英晶体受震动干扰的理论解析

石英晶体振荡器遭到震动干扰大概能够分成两类，一类是晶振遭到某种加速度的干扰，另一类是晶振在受力的条件下和某物出现碰撞，两类都是对其谐振器发生了作用，但最终谐振器上触发的原理和结果各不相同。

1.1加速度对品振影响分析。晶振在现实的活动氛围中展开的旋转、撞击和离心等活动，总会出现频次平稳度的波动，一般我们将其归结为加速度的干扰。要解析加速度对其的干扰，首先要知晓其特质和构造，石英晶体是机电设备的耦合部件，其能够把设备振动转变成电振荡，其中等效线路里的静止电容，是用水晶当做媒介的，其中的动态电容，代表着晶体的机器弹性，动态电感代表着晶体的振动品质，动态电阻代表着晶体发生振动时的机能消耗。当其遭到加速度干扰时，加速度会令晶片出现变化，此类变化使静态电容、动态电容、动态电感和动态电阻都产生了变动，进而干扰了频率的变化。我们通过实验结果发现，晶振在加速度环境下它是由振动加速度发生的峰值频次移动，而调频波瞬时频次也发生了变化，这说明，加速度对晶振的干扰属于是调频功能。

1.2碰撞对晶振的干扰分析。晶振在运用进程中有时会和外部物体产生触碰，此类碰撞异于遭到加速度的干扰，受干扰的限度完全是由晶振和物体产生触碰时所出现的能量决定的，也就是和其本身的材质以及速度有关。从晶体的内部构造来看，晶體在和物体产生触碰时出现了晶体构造的震动，其中的震动强度是由构造自身的弹性决定的，而其构造是依赖导电胶和晶片联结的，其出现震动造成了导电胶受力的作用，变更了导电胶和晶片的联结形式，晶片所受的力出现了变更，频率因此就发生了改变，此类变动是不可逆转的，这也是与加速度造成频率变动的本质差别。因此，在生产活动中导电胶就变成了我们最需要注重的一点。

一开始实验前期预测运用多点点胶或增多导电胶对晶片的固定就能够降低震动带来的干扰，但最终实验成果却和前期的预测不相同，因为胶点量越多，发生的变动就越多，不易展开调控，因此实验还是运用一点点胶的办法，在这之中需要考虑点胶量，不可以单纯的提高导电胶对晶片自身的稳固性，因为晶体在老化演进中需要发出应力来维持稳定。

2实验过程及结果分析

目的下调震动对晶振的干扰，我们要考量到加速度及其碰撞，如今运用的办法分成两类，有源以及无源法，实验主要运用的无源法。

2.1下调加速度效应的办法。虽然从理论结果上得出了加速度对晶振有调频功能，但怎样将其表达出来，进而使理论和实验相贴合以及更加清晰的解析此功能，就需要以下测试手段：将晶振固定在震动平台上，利用软件进行监测，掌握其频率的波动数据，且持续发掘其震动的条件，观测晶体的频率变动。

从实验结果得出了加速度对频率具有调频功能，要想下调加速度作用，就要从晶振运用的部件本身及其设计部分考量。因遭到尺度的干扰，运用减振通常是不可能做到的，因此实验重点要置于晶振所用部件上。SC切晶体属于一种应力补偿，其加速度敏感度是AT切的二分之一，并且计算得出加速度的方向改变，其对频率的干扰也会出现变化，因此恰当的设计晶体振荡器中的晶体安置方位也极为关键，同时尽可能的缩减部件的规格，提升回路的有效Q值，设计时尽可能排除运用引线长的部件、空心电感以及可调器件，因为加速度会令其位置转变、引线出现异形。

2.2下调碰撞对晶振的干扰。碰撞的进程类似于晶振的掉落，因此实验会用掉落来检测因导电胶胶点的变化造成的晶振抗震性及老化的变化，首先进行两类胶点外形的比较，由两类胶点形式展开各100支晶振的掉落检测对比，结果显示100支晶振掉落后，晶振遭到碰撞后的频率变动有着的任意性，这和晶体加工手段有关。其中，胶点比较圆润且体量较大的晶振，从整体观测频率偏转程度要小，这就表明对胶点的调节能够下调碰撞对晶振的干扰，但从其老化程度方面来看，不同的晶体步入老化形态的时间点不同，因此怎样考量这一问题需要看实际的需要。

3结语

震动对于频率的调节来自于加速度与碰撞两个部分。加速度对晶振的干扰是可逆转且能够预测的，当加速度消失频率就会返回到原来的区间，利用理论解析可以预测调频的区间，同时我们能够利用改良设计部分来下调这种干扰，但碰撞对晶振的干扰是不可逆且不能够预测的，因此更需要我们的注意。

参考文献：

[1]王艳，崔莹.50 MHz低噪声Colpitts石英晶体振荡器设计[J].压电与声光，2018（03）.

[2]孙刚.高抗振性石英晶体钟振荡器的研制[J].电子世界，2013（17）.

[3]邓联文，尹芊奕.随机振动中晶体振荡器的有源降噪设计[J].国防科技大学学报，2018（05）.