CEOB2B晶振平台在前面的文章中介绍了AT切型圆片石英晶体元件的设计,那么我们接着讲石英晶振AT切型圆片外形的选择.
根据不同情况,AT切型圆片的外形可采用双凸、平凸、平面倒边和平面片等四种。现分别介绍如下:
1.双凸圆片曲率半径和厚度的确定
圆片外形选择单主要依据Φ/t的大小而定。一般在Φ/t<15时,采用双凸片。实践证明,采用改变曲率半径的方法,可以获得满足技术要求的性能,因此,在生产上为了便于管理,往往只选取少数几种直径规格,然后,根据需要采用不同的曲率半径,双凸石英晶振片的优点是:边缘效应小,振动活力高,能抑制其它耦合作用。缺点是加工复杂,率温度特性曲线的一致性较差,不宜于大量生产。
如图3.4.1所示的双凸石英片,它的石英片中心厚度和曲率半径的计算公式为:
式中:
R—石英片的曲率半径,(mm);
t—石英晶体晶片的中心厚度,(mm);
t0—石英片的边缘厚度,根据直径大小选取0.06~0.12mm;
f—标称频率(KHz)。
图3.4.1 双凸AT切石英片
直接用式(3.4.2)和(3.4.3)计算t和R还是比较麻烦的。一般都采用逐步近似方法,选假设R=∞,代入式(3.4.2)得:
由式(3.4.4)求得t近似值后,再代入(3.4.3)计算R的近似值。即
从式(3.4.5)得到R近似值代入(3.4.4)求t的第二次近似值,再代入(3.4.3)求R的第二次近似值。重复上述过程,最后可得更准确的R值和t值。应该注意,最后所得的R值必须满足下面的关系式:
2.平凸圆片曲率半径和厚度的确定
当直径与厚度比15<Φ/t≤45时,一般采用平凸形,平凸有片的边缘的小,振动活力高,频率温度特性曲线的一致性较好。加工比双凸石英片简单。由于后两个优点,所以在生产上石英贴片晶振晶片外形常常采用平凸而不是双凸。
如图(3.4.2)所示的平凸石英片,它的石英片中心度和曲率半径的计算式为:
式中,t0数值在低频段为0.3~0,4mm,在高频段为0.2~0.3mm。平凸曲率半
径和厚度的计算方法与双凸完全相似。也是采用逐步近似法,但最后得到的曲率半径R必须满足关系式(3.4.9)。