[拼音]：shiying xiezhenqi

[外文]：quartz resonator

利用电信号频率等于石英晶片（或棒）固有频率时晶片因压电效应而产生谐振现象的原理制成的器件。它由石英晶片（或棒）、电极、支架和外壳等构成，在稳频、选频和精密计时等方面有突出的优点，是晶体振荡器和窄带滤波器等的关键元件。

1921年，人们发现石英晶片谐振特 具有稳频作用，开创了石英谐振器在通信技术中的应用。第二次世界大战期间，由于军事通信的需要，压电石英技术有很大发展。1940年前石英谐振器的频率稳定度为 10-5，50年代达到10-8，70年代2.5兆赫和5兆赫的高精密石英谐振器经长期工作后的佳水平可分别达到10-13 和10-12 。现代石英谐振器已能解决短期稳定度问题，秒级稳定度佳水平已达10-13 ，毫秒级稳定度佳水平已达10-12 。石英谐振器的频率范围1945年前为100千赫～10兆赫，1960年扩展为500赫～200兆赫，1977年高频扩展到350兆赫。1980年后用离子束刻蚀出超薄晶片，使石英谐振器的基频达1000兆赫。

在晶体坐标系中，晶片沿某种方位的切割称为切型。只有一定的切型才具有压电效应、单一振动模式和零温度系数，所以在设计谐振器时首先要选择合适的切型。石英晶体的?a href='baike/224/279824.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>行头庞辛街直硎痉椒ǎ阂恢质?a href='baike/223/301916.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>国际电工委员会规定的符号表示法，另一种是习惯符号表示法。前一种符号用一组字母xyzlwt和角度来表示；x、y、z中两个字母的先后排列表示晶片的厚度和长度的原始方位，l(长度)、w(宽度)、t(厚度)表示旋转轴；角度的正、负号表示逆、顺时针旋转。例如，(xytl5°/-50°切型，表示晶片原始方位的厚度位于x轴方向，长度位于y轴方向；晶片先绕厚度t沿逆时针方向旋转5°，再绕长度l沿顺时针方向旋转50°。后一种习惯符号多数用两个大写拉丁字母表示，例如，AT、BT、NT、MT等；其中AT、BT为单转角切型，NT、MT为双转角切型。两种符号的对应关系见附表。

按照不同的使用要求，石英谐振器的标称频率可以从几百赫到几百兆赫，这样宽的频率范围只有采用不同的振动模式和不同的晶片尺寸来实现。常用的振动模式为长度伸缩振动、弯曲振动、面切变振动和厚度切变振动等四种模式。

谐振频率的温度特 是石英谐振器的一项重要 能，常用频率温度系数Tf来表示：

式中T0为参考点温度，a0、b0和 c0为与T0有关的系数，f0为T=T0时的频率。Tf的数值越小表示温度稳定 越好。当T=T0时，即得Tf=a0。这表明，在a0=0的条件下，温度稳定 很好。a0=0时的切角称为零温度系数切角。石英晶体有很多零温度系数切角，这使石英谐振器成为一种重要的压电器件。图中为石英谐振器常用切型的频率温度系数曲线。其中多数切型的特 曲线为抛物线型，抛物线的顶点就是该切型的零温度系数点。少数切型如AT、GT的特 曲线为三次曲线型，适于宽温度范围使用。

提高石英谐振器的频率稳定度的重要途径是减小环境温度对频率的影响。通常有两种方法。

（1）恒温槽法:将谐振器放入恒温槽中，只要恒温槽的温度与零温度系数点的温度(T0)一致，频率随温度的变化将接近于零。

（2）温度补偿法:将环境温度所引起的频率变化，通过热敏网络加以补尝。后一方法的优点是体积小、消耗功率小，且开机即能工作。缺点是频率稳定 低于前一方法。

参考书目

山东大学物理系、北川无线电器材厂编著：《石英谐振器的设计和制造》，国防工业出版社，北京，1979。

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