
【電】 resonant frequency of a crystal unit
crystal; crystalloid
【化】 crystal
【醫】 Crys.; crystal
cell; unit
【計】 cell; LOC; U
【化】 element
【醫】 element
【電】 resonance frequency; resonant frequency
在電子工程領域,"晶體單元的諧振頻率"(Crystal Unit Resonant Frequency)指石英晶體諧振器在電路中自然振蕩的精确頻率點。以下是基于專業術語的解釋:
晶體單元(Crystal Unit)
指利用石英晶體的壓電效應制成的頻率控制元件,其核心是切割成特定取向的石英晶片,通過電極封裝構成諧振器。
來源:IEEE标準術語(IEEE Std 113-1985)
諧振頻率(Resonant Frequency)
分為串聯諧振頻率($f_s$)和并聯諧振頻率($f_p$):
$$ f_s = frac{1}{2pisqrt{L_m C_m}} $$
$$ f_p = f_s left(1 + frac{C_m}{2(C_0 + C_L)}right) $$
來源:國際電工委員會IEC 60122-1标準
石英晶體在交變電場下發生機械形變,當外加信號頻率與晶體固有頻率一緻時,壓電效應産生最大能量轉換,形成諧振。其等效電路包含:
來源:電子元件工程聯合會(JEDEC)JESD370B标準
來源:美國國家标準學會ANSI/EIA-512标準
注:權威定義可參考國際電工委員會文件IEC 60122-1:2023 及IEEE Std 177-1975,具體參數需查閱晶體元件數據手冊(如NDK、Epson等技術文檔)。
晶體單元的諧振頻率是指晶體在特定條件下發生機械振動與電磁振蕩相互轉換時的固有頻率,其核心特性與晶體材料的物理結構和等效電路模型密切相關。以下是具體解析:
串聯諧振頻率(Fs)
當晶體等效電路中的動态電感(Lm)和動态電容(Cm)的感抗與容抗相互抵消時,系統達到串聯諧振狀态,此時阻抗最小且呈純阻性。公式為:
$$ f_s = frac{1}{2pisqrt{L_m C_m}} $$
這一頻率由晶體材料的彈性、幾何尺寸及切割方向決定。
并聯諧振頻率(Fa)
當串聯支路(Lm-Cm-R1)呈現感抗,并與靜電容(C0)發生并聯諧振時,系統阻抗趨于無窮大,對應并聯諧振頻率。公式為:
$$ f_a = f_s sqrt{1 + frac{C_m}{C_0}} $$
通常用于實際振蕩電路設計,提供更寬的工作帶寬。
在振蕩電路中,晶體需與外部負載電容(CL)配合,其工作頻率介于Fs與Fa之間。此時晶體等效為電感,具體頻率表達式為:
$$ f_L = f_s left(1 + frac{C_m}{2(C_0 + C_L)}right) $$
這一特性使晶體能通過調整負載電容微調頻率,滿足不同電路需求。
注:如需了解具體型號參數(如标稱頻率容差、驅動電平限制等),可參考廠商數據手冊中的測試條件說明。
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