(Fork 32.768KHz inside)
音叉晶片上的那个尺寸与频率有关?
答:频率由音叉尖的质量来定义,这与音叉尖的尺寸有关,包括所有的三维空间、长度、宽度和高度。
晶诺威科技解释如下:
音叉这个名字来源于石英晶片(称为晶片)的设计,类似于音叉的形状。其工作原理与音叉的工作原理是一样的,这两个尖端会以一定的频率振动。频率由音叉尖的质量来定义,这与音叉尖的尺寸有关,包括所有的三维空间、长度、宽度和高度。为了使叉尖以机械运动方式保持工作,需要在音叉尖端施加电场。这是通过在石英表面电镀电极来完成的。对于这些电极,主要使用银,但也可以使用金。我们需要对音叉X-cut晶体尖端的所有四个侧面进行镀银,并且两个尖端都需要具有相反的极性。
如下图所示:
石英晶体音叉(也称为圆柱晶振)是指石英晶片外形类似音叉的晶振。它是一种石英晶体谐振器,常用于提供时钟频率,确保电子设备能够正常工作。音叉晶振的常用频率为32.768KHZ,主要尺寸有DIP:3*8mm、2*6mm,常用于遥控器,石英手表,时钟,计算机、家电自动控制和工业自动控制等。
晶体机械振动模式有四种常见的:弯曲、拉伸、面剪切和厚度剪切。石英晶体音叉将在弯曲模式下运行,其特征是柄脚在水平平面上独立但同相振动。弯曲模式晶体主要在低于 1 MHz 的低频范围内工作。虽然泛音模式是可能的,但音叉晶体主要用作基频。
最常见的石英晶体频率是 32.768 kHz。这个频率已经变得很普遍,因为当 32.768 kHz 除以 2/15 时,会有 1 Hz 的信号。该 1 Hz 信号将始终提供一秒的时间。这为日期、日期和时间的出现提供了一个可靠的计时系统。经典音叉的频率最终是简单的算术运算和石英生产的一般条件的结果。
由于其独特的形状,音叉晶体在很宽的温度范围内无法提供高精度。它们的温度精度可以绘制为随温度变化的抛物线曲线。在室温或大约 +25°C 下,该精度通常为 ±20ppm。这相当于每天增加或减少 1.7 秒的时间或每年增加或减少 10.34 分钟。
下图显示了在极高和极低温下的精度下降。在这些温度下的典型精度远低于 ±150ppm,这相当于每天损失近 13.0 秒或每年损失约 1.3 小时。32.768 kHz 音叉晶体的常见抛物线系数为 0.04 ppm/°C2。
在特定频率 (f) 和温度 (T) 下,典型晶体的频率偏差 (Δf) 为:
Δf/f = k(T – To)2+ Fo
- f 是标称晶体频率
- k 是曲率常数
- T 是温度
- To是翻转温度(turnover temperature)
- fo是室温下的频率偏差
对这些方程的分析揭示了只有三个变量控制晶体随温度的变化频率响应。这些是曲率接触、翻转温度和室温频率偏差。曲率常数对频率偏差随温度变化的抛物线性质影响最大,但该常数的偏差非常小。不同的周转温度会使曲线向左或向右移动,而室温下的不同频率偏差会使曲线上下移动。