矩形AT切石英谐振器寄生振动模式的有限元分析

随着实际应用中的谐振器向小型化与高频发展 ,AT切石英晶体谐振器中寄生振动模式增多 ,寄生振动模式与主模式厚度切变模式之间的耦合问题越来越突出 .因此有必要对与晶片X和Z’尺寸均有关的寄生模式进行理论分析 .以Mindlin的二维晶片方程为基础 ,运用有限元法求解AT切石英晶体谐振器的振动模式 ,得到了晶片频率随X长度变化的频谱图 .其结果与Koga的实验结果比较 ,符合得比较好 .与通常用解析解的方法分析的结果相比较 ,有限元法的优越性在于可得到更多的非直行波模式 (非晶片长、宽方向 ) ,还可以模拟出各模式的主要位移分量的波形图 。

高温环境下AT切石英谐振器振动特性分析

为了研究AT切型石英晶体谐振器在不同温度环境下的振动状态,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 6.0分析了石英晶体在不同温度下沿x方向振动位移分布情况,直观地观察了寄生模态的振动位移,计算了不同温度下电极区能量占比以及品质因数,并通过实验测量了不同温度下AT切型石英晶体品质因数及温频效应。仿真结果表明,随温度变化,AT切型石英晶体表面始终存在典型的能陷效应,未加剧模态间的耦合问题。实验结果表明,AT切型石英晶体频率随温度变化趋势与理论一致,实验数据与仿真计算的品质因数随温度改变均无明显变化。研究成果证明AT切型石英晶体具有良好的热稳定性,可以作为石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)传感器在高温环境下的敏感元件,对高温环境下敏感器件的选择具有指导意义。

AT切石英谐振器频率温度系数的研究

分析了AT切石英谐振器的频率温度系数与晶体弹性模量、密度、尺寸及环境因素间的关系.引进了1~3阶频率温度系数的修正系数,解释了频率温度系数的变化问题.结果表明,对切角及环境因素进行控制,可使石英晶体谐振器的频率–温度特性满足工程的需要.

AT切49U/S石英谐振器寄生与寄生抑制

AT切49U/S石英谐振器由于频率稳定性好、精度高,并在较宽的温度范围内有良好的频率温度特性,生产成本低廉等优点,被广泛应用在频率发射和频率接收的电路上。结合实际工作经验,对石英谐振器的寄生响应进行详细描述和分析。并根据能陷理论,控制被银返回量、被银电极尺寸大小,以及对晶片长、宽、厚度的尺寸控制和修正晶片侧面尺寸等方法,来达到对石英谐振器寄生响应的有效抑制。

AT切三次泛音HC—49／S石英谐振器

ＨＣ－４９／Ｓ长条片石英谐振器的设计制造难度大，本文对２７０００ｋＨｚ－６００００ｋＨｚＡＴ切三次泛音石英谐振器研制进行总结，并给出了性能测试结果。厚度切变振动石英谐振器常用切型分为ＡＴ切和ＢＴ切两种，其中ＡＴ切型晶体具有频率稳定性高，在宽温范围内频率特性好等优点而被大量使用。过去石英晶体厂家大量生产的是ＨＣ－４９／Ｕ晶体，随着市场需求的变化，已逐步向生产ＨＣ－４９／Ｓ石英晶体过渡。

SC切20MHz高精密石英谐振器

ＳＣ切石英谐振器自发明以来，由于和ＡＴ切石英谐振器相比有许多独特的优点，所以它一直以来是高精密石英谐振器研制和生产的热门。近几年来，其小型化成为一个新的课题。我们对小型ＳＣ切石英谐振器也进行了一定的研究。本文主要介绍了双转角ＳＣ切２０ＭＨｚ石英谐振器的研制过程及结果（包括各种参数测试结果、频率温度特性曲线（θ、ψ对曲线的影响）、ＤＬＤ特性、频谱等），并且分析了研制过程中出现的问题。

BT切石英谐振器频率温度特性的估算

本文介绍了BT切石英谐振器的频率温度特性估算。结合实验数据，求出最佳切角及合理的切角误差。

KT宽度伸缩模石英谐振器的强迫振动及其频率温度特性

ＫＴ切宽度伸缩模石英谐振器在室温下具有零温度系数，并且如已报道过的那样，此时二次温度系数β的绝对值比ＤＴ切的小。另外在６５℃附近，一次、二次温度系数α，β近似为零，所以，同时也表明从室温到１３０℃的高温范围内，可以获得频率变化小的宽度伸缩模石英谐振器。本文目的在于阐明压电率以及一次、二次、三次温度系数α、β、γ的影响。首先导出包含逆效应项的频率论上计算出频常率数及α、β、γ各温度系数。其结果。

SAW谐振器传播属性的有限元仿真

首先从理论上阐述了声表面波(SAW)谐振器传播属性的有限元分析(FEA)法;然后利用ANSYS软件,对ST切石英晶片的SAW谐振器进行模态分析和谐响应分析;最后处理仿真结果并得到结论:通过合成表面节点横向和纵向的模态位移得出SAW中质点的运动轨迹是椭圆,通过模态频率和对应的波长算出SAW在ST切石英晶片中的传播速度,通过分析纵向节点模态位移得出SAW的能量集中在距表面2个波长深度的范围内,通过幅频特性图得出谐振器在SAW频率处具有最大的频率响应。这些结论与理论基本一致,为设计SAW器件和研究SAW传感器提供了仿真依据。

超高频AT切基模石英晶体揩振器制作

超高频基模AT切型石英晶体谐振器的生产制作是采用湿润的高速率的化学腐蚀方法与低速率高精度调整晶体厚度的离子刻蚀相结合的方法。为了减小晶片与电极分界面由于不同的材料有不同的热膨胀系数造成的热应力，选择了与晶体热膨胀系接近的金（Au)作电极材料，电极的厚度严格按照合适的镀膜反回量。反面电级膜厚相当于电极区晶片厚度的9％，中心谐振频率为622MHz。该谐振器有良好的频率温度特性，在－35℃～+85℃温度范围内，频率漂移在±10PPM之内。此外，利用Colpitts振荡电路与622MHz谐振器组装的压控晶体振荡器（VCXO），其压控频率特性可达±120PPM／＋2．5±2V而且相位噪声在频率偏移1kHz处为－100dBc/Hz。