雖然一提起頻率控制元器件，大家最先反應的是石英晶體和石英振蕩器，然而這個類目并不是只有晶振一種產(chǎn)品，陶瓷諧振器，陶瓷濾波器，聲表面濾波器，聲表面諧振器，陶瓷霧化片，微孔霧化片等都屬于頻率元件。其中晶振和濾波器是電子產(chǎn)品電路板上，比較常用的兩種頻率元件，所以今天我們也是重點討論石英晶振與SAW濾波器的驅(qū)動電平，運動模式的特性原理，以及二者對頻率的影響，此份資料有助于工程師更好的使用和選擇符合好用的頻率控制元件，可仔細閱讀，有任何疑問都可以聯(lián)系金洛鑫電子。

隨著驅(qū)動電平（通過晶體的電流）增加，晶體的振動幅度也增加，并且由石英的非線性引起的影響變得更加明顯。依賴于驅(qū)動電平的許多屬性中的一些屬性是共振頻率，運動電阻RI，相位噪聲，頻率與溫度異常（稱為活動驟降）和頻率跳變，本章的其他章節(jié)對此進行了討論。共振頻率的驅(qū)動電平依賴性，稱為幅頻效應，如圖10所示。驅(qū)動電平的頻率變化與驅(qū)動電流的平方成正比;系數(shù)取決于諧振器設計。由于頻率的驅(qū)動電平依賴性，最高穩(wěn)定性的振蕩器通常包含某種形式的自動電平控制，以最小化由于石英晶體振蕩器電路變化引起的頻率變化。在高驅(qū)動水平下，非線性效應也會導致電阻增加。當晶體表面具有諸如劃痕和微粒污染之類的缺陷時，晶體也會表現(xiàn)出異常高的起始電阻。在這種情況下，低驅(qū)動電平的電阻可以足夠高，以使振蕩器在通電時無法啟動。電阻的驅(qū)動電平依賴性如圖11所示。除了非線性效應之外，高驅(qū)動電平還會由于有源中的能量耗散引起的溫度升高而導致頻率變化。諧振器的區(qū)域。大約1kHz至500MHz的頻率范圍內(nèi)可提供大聲波（BAW）石英諧振器。表面聲波（SAW）石英。

晶體電流（@安培）

圖10.驅(qū)動電平對頻率的依賴性

圖11.晶體單元電阻的驅(qū)動電平依賴性

圖12.石英諧振器的振動模式

諧振器的范圍約為150MHz至1.5GHz。為了覆蓋寬范圍的頻率，使用不同的切割-以各種模式振動。體波運動模式如圖12所示.AT切割和SC切割晶體以厚度剪切模式振動。盡管所需的厚度剪切模式通常表現(xiàn)出最低的電阻，但即使是適當設計的晶體單元的模式光譜也表現(xiàn)出高于主模式的不需要的模式。不需要的模式，也稱為sp~vio模式或雜散，在聲表面濾波器中尤其麻煩，其中采用能量捕獲規(guī)則來最大化對不需要的模式的抑制。這些規(guī)則指定某些電極幾何形狀以建立幾何關(guān)系。在振蕩器晶體中，通過提供足夠大的板直徑與電極直徑比，或通過輪廓（即，在板的一側(cè)或兩側(cè)上產(chǎn)生球形曲率），可以充分地抑制不需要的模式。

高于1MHz，貼片晶振通常使用AT切割。對于高精度應用，SC切割具有優(yōu)于AT切割的重要優(yōu)勢.AT切割和SC切割晶體可以制造用于基本模式操作，頻率高達約300MHz。（高于1GHz的單位是在實驗基礎(chǔ)上生產(chǎn)的。）高于100MHz，泛音單位在a。

通常使用選定的諧波振動模式，盡管可以通過化學拋光（蝕刻）技術(shù)制造高于100MHz的基模單元。低于1MHz，可以使用調(diào)諧叉，X-Y和NT條（彎曲模式），+5“X切割（拉伸模式），或CT切割和DT切割單元（面剪切模式）。由于體積小，成本低，調(diào)諧叉已經(jīng)成為低頻單元的主導類型。每年為全球手表市場和其他應用生產(chǎn)大量的音叉晶體（~10~）。這些調(diào)音叉必須小巧，低成本，堅固耐用，穩(wěn)定（作為溫度，時間和沖擊的函數(shù)），并且必須允許較長的電池壽命。在32.768K晶振（215Hz）下工作的調(diào)諧叉滿足要求。該頻率是尺寸，功率要求（即電池壽命），穩(wěn)定性和制造成本之間的折衷。例如，在模擬手表中，32.768KHz被除以15倍，產(chǎn)生每秒1脈沖的輸出。這些脈沖驅(qū)動步進電機，每秒鐘將秒針推進6英寸（即，圓的1/60）。

圖13（a）石英的自然結(jié)構(gòu)和晶軸;（b）音叉相對于晶體軸的方向;（c）音叉的彎曲振動模式。

SAW濾波器和石英晶體的應用范圍相似，但并不完全相同，這兩種電子零件可以同時出現(xiàn)在同一個電路板上，也可能只存在其中一個。但也有不少共同點，比較說濾波器和晶體的材料都具有壓電效應，甚至是同一種材料制成的，濾波器的工作原理是將電波輸入的信號轉(zhuǎn)變成機械動能，作用是過濾多余的雜波和抗信號干擾；晶振同是把直流電轉(zhuǎn)換為機械能，依靠自身的頻率振蕩特性帶動其他電子元件工作。所以從功能作用上看，晶振的作用和用處似乎更勝一籌，所以市場的需求量，使用次數(shù)也比較多。