由于上篇文章给大家介绍了关于晶振的正压电效应,该篇文章就CEOB2B晶振平台就继续介绍关于石英晶振的逆压电效应。
石英晶振的逆压电效应
由上述讨论可知,既然形变能使压电晶体的电偶极矩发生变化,那么电偶极矩的变化也能使之产生形变。逆压电效应就是在电场的作用下,电偶极矩发生变化的同时产生形变。我们已经知道:
(1)石英晶体的正应变S1,S2和切应变S4。都能使电偶极矩在x方向分量发生变化。因此,在电场分量E1的作用下,沿x方向电偶极矩的变化也将产生正应变S1,S2和切应变S4。实验还发现:S1,S2和S4分别与E1成正比,即:
S1=d11E1;
S2=d12E1=-d11E1;
S4=d14E1;
(2)贴片晶振的切应变S5和S6。能使电偶极矩在y方向的分量发生变化。因此,在电场分量E2的作用下,沿y方向电偶极矩的变化也将产生切应变S5和S6。实验还发现,S5,S6分别与E2成正比,即:
S5=d25E2=-d14E2:
S6=d26E2=-2d11E2;
(3)石英晶体的各个应变都不能改变z方向电偶极矩分量等于零的状态,因此,
z方向的电场分量E3的作用不产生任何形变。
综上所述在电场E的作用下,石英晶体的逆压电效应表示为:
或简写为:S=dtE.
式中dt为转置矩阵,它等于压电常数d行列互换后的矩阵。
由式(2.4.7)和式(2.4.10)或式(2.4.8)和式(2.4.11)可以看出:
①不论是正压电效应还是逆压电效应,压(应力或应变)与电(电场强度或电位移)之间是线性关系。
②晶体的哪个方向上有正压电效应,则在此方向上一定存在逆压电效应。
③石英晶体振荡器不是在任何方向都存在压电效应的。例如,T1、T2和T4只产生沿x方向的正压电效应,应力T5和T6只产生沿y方向的正压电效应;而应力T3则不产生压电效应。