石英晶體剪切振動的其他用途
來源：http://m.ike-digital.com 作者：康華爾電子 2019年05月07
石英晶體諧振器本身就是屬于一種頻率控制元器件，同樣是頻率控制的電子元件還有聲表面濾波器，聲表面諧振器等，而且它們的外形因?yàn)橛行┫嘞瘢詥慰赐庥^常常有人會把石英晶體，和聲表濾波器混淆弄錯。在厚切和振蕩模式下，晶體和濾波器會有什么不一樣，或者會有怎樣的關(guān)系，可以看看本篇文章，答案為你揭曉。
石英晶體作為濾芯。-被動激發(fā)的石英晶體用作具有一個或多個石英晶體的濾波器電路中的濾波器元件（特別參見石英濾波器部分）。這里的一個特點(diǎn)是單片濾波器元件。它們使用厚度剪切振蕩的振蕩模式，否則會干擾次級諧振。在“雙重”的情況下，兩個振動模式對稱地使用n1m1p1和反測量n1m2p1。
圖2.66單片石英過濾器的剪切振動模式
從圖2.66A和B中的移動方向和相應(yīng)的極性，可以繪制根據(jù)圖2.67的等效電路，以同時使用兩種類型的移動（振動模式）。通過改變電極面積和電極間距，可以影響帶寬和衰減曲線。通過應(yīng)用高階模式實(shí)現(xiàn)多極聲表濾波器元件是可能的（圖2.66C），但是需要非常高的精度來生產(chǎn)這種濾波器。
圖2.67單片石英濾波器
其他波形：
除了先前描述的體波（Bulkwave）的使用之外，表面波（SAW）（或SAW=表面聲波）也用在石英襯底上。OFW主要用于SAW濾波器，也用作高頻（200-1000MHz）振蕩器的諧振器和延遲元件。彈性體上的表面波首先由Rayleigh（LordRayleigh，Proc.Math.Soc.London1887）描述。與聲波在振蕩體（諧振器）中傳播的體積振蕩相反，表面波振蕩的波僅在諧振器的表面上傳播（圖2.68）。進(jìn)入諧振器主體的穿透深度極低，約為2個波長。這使得可以在殼體中進(jìn)行簡單且堅(jiān)固的安裝。表面元件僅需要粘合到具有無效下側(cè)的載體上。
圖2.68表面波的運(yùn)動
表面波由壓電傳感器同一表面上的成對電極激發(fā)（圖2.69）。電極的距離d等于波長8的一半（d=8/2），它確定諧振器的固有頻率，電極（指狀物）的數(shù)量為“諧振銳度”。利用表面波的傳播速度<，得到表面元件的固有頻率f0。
圖2.69表面諧振器
用于SAW元件的切割角2=36°和42°接近于AT切割，2=35°。可實(shí)現(xiàn)的，頻率相關(guān)的振動質(zhì)量對應(yīng)于等式（35），抽真空外殼的系數(shù)為10A1012和5.6A1012對于正常壓力。因此它們大約在125,000到6,000之間。相應(yīng)的等效電路圖如圖2.69所示。對應(yīng)于體積振蕩器的等效電路圖的相似性導(dǎo)致相同的電抗特性。連接電抗的影響是相同的。因此，在這里保留與石英晶振技術(shù)類似的術(shù)語是顯而易見的。頻率的溫度響應(yīng)對應(yīng)于等式（14）的拋物線。拋物線常數(shù)約為a=（32A10-9//C），T0=25°C，0到70°C之間的值是可能的。
石英晶體作為濾芯。-被動激發(fā)的石英晶體用作具有一個或多個石英晶體的濾波器電路中的濾波器元件（特別參見石英濾波器部分）。這里的一個特點(diǎn)是單片濾波器元件。它們使用厚度剪切振蕩的振蕩模式，否則會干擾次級諧振。在“雙重”的情況下，兩個振動模式對稱地使用n1m1p1和反測量n1m2p1。
圖2.66單片石英過濾器的剪切振動模式
圖2.67單片石英濾波器
除了先前描述的體波（Bulkwave）的使用之外，表面波（SAW）（或SAW=表面聲波）也用在石英襯底上。OFW主要用于SAW濾波器，也用作高頻（200-1000MHz）振蕩器的諧振器和延遲元件。彈性體上的表面波首先由Rayleigh（LordRayleigh，Proc.Math.Soc.London1887）描述。與聲波在振蕩體（諧振器）中傳播的體積振蕩相反，表面波振蕩的波僅在諧振器的表面上傳播（圖2.68）。進(jìn)入諧振器主體的穿透深度極低，約為2個波長。這使得可以在殼體中進(jìn)行簡單且堅(jiān)固的安裝。表面元件僅需要粘合到具有無效下側(cè)的載體上。
圖2.68表面波的運(yùn)動
因此，聲表面濾波器的固有頻率僅取決于電極在由材料預(yù)定的傳播速度下的距離。通過光刻技術(shù)施加激發(fā)表面波所需的梳狀電極。該工藝的技術(shù)限制和制造扁平和微結(jié)構(gòu)化表面所需的拋光技術(shù)給出了SAW元件的頻率上限。因此，SAW元件的頻率范圍從大約80MHz延伸到1000MHz，即它連接到體波的頻率范圍。
圖2.69表面諧振器
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