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1、首先按经验初步选择一个角度,例如AT35°13’。
2.根据工作温度范围(OTR)、温度频差?f/f︱OTR及f/T特性曲线簇图确定理论切角误差,见图3.2.4及表3.2.2,一般实际误差比理论误差小±0.5′~±1.5′,这要根据石英晶振片加工过程中切角的离散度来定。
3.试制样品,并测量该样品的室温参数、并电容C0和动态电容C1的平均值，并记录负载电容C1值,样品数量至少20只。
图3.2.4 AT切频率温度归一化曲线
4．测量负载谐振频率fL与温度T的特性，并得到一次、二次、三次温度系数a0、b0、c0及常数项d0,拟合度Err,工作温度范围内的谐振电阻最大值Rmax、最小值Rmin、拐点温度Tinf、向下翻转点Tm和向上翻转点Tn,及相对基准角φ0的角差△φ1值,并得到上述
石英晶体参数的最大值、最小值、平均值和标准偏差值。
在此情况下,要去除异常数据,即Err>0.5ppm的有关数据(根据产品的要求来定),重新计算相对于基准角(的角差△φ1的平均值¯(?φ_1 )最大值△φ1max和最小值△φ1min
表3.2.2工作温度范围一一温度频差一一中心角关系表
5. ¯(?φ_1 )是石英片在X光机上实际计算测角度的平均值与基准角的角差,按下式计算：
式中,a00=基准角时的一次温度系数值=0,
(∂a_0)/(∂φ_1 )=-5.15Χ10-6/℃ （度）
¯(a_0 )=样品一次温度系数平均值。
6.计算由于并电容C0、动态电容C1和负载电容CL值对频率温度特性的影响,有两个近似公式计算修正角。
?φL=-5.7度C0/（C0+CL）; （分）； （3.2.14）
?φL=-1165ΧC1/（C0+CL）; （分）； （3.2.14）
式中,C0、C1、CL的单位是pF。
当测量石英晶体谐振频率fr与温度T特性时,CL=∞,无需计算修正角△φL
7.计算基准角φ0(在归一化的频率温度特性曲线簇图中为0’的那个角)。基准角φ0=试样石英片在X光机上实测的平均值 ¯(〖 φ〗_1 )+?φ_L-¯(?φ_1 ) (3.2.16)。
8.计算修正后的设计中心角φ1
φ1=基准角+φ1’-?φ_L (3.2.17)
式中φ1’是根据晶振工作温度范围(OTR)、温度频差?f/f︱OTR在归一化的频率温度特性曲线簇图上找出的相对于基准角φ0=0′的那个中心角值。并根据表3.2.2的理论误差角再减小0.5′~1.来确定切角误差。
9.然后以设计中心角重新计算石英片规格、试制样品,直到温度频差符合要求。
10.根据温测数据得到△φ1max、△φ1min,计算±(△φ1max -△φ1min)2=±△φ1",并与原设计石英片切角的误差比较,大出的部分就是测角后的工序,加工造成的离散度。那么理论误差角减去该离散切角,就是以后切角的实际误差角。
当后加工造成的离散度大于±1’时,则要研究石英片加工中的问题及X光测角应安排在何工序,以保证温度频差符合要求。
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