了解振蕩器內(nèi)部的晶體類型

每個(gè)石英晶體振蕩器的內(nèi)部都有一種叫做水晶坯的東西。晶體毛坯是晶體振蕩器的諧振元件，當(dāng)受到電壓電位時(shí)，它將開始以“基頻”振動(dòng)和振蕩。正如您可能想象的那樣，制造晶體毛坯的方式會對晶體振蕩器性能產(chǎn)生重大影響。對晶體和晶體振蕩器性能影響最大的制造步驟之一是切割晶體毛坯時(shí)石英的方向.

晶體坯是從一塊較大的石英塊上切割下來的，由于石英是晶體，因此材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一種可預(yù)測的晶格結(jié)構(gòu)。因此，晶格結(jié)構(gòu)的方向或角度可以產(chǎn)生不同的晶體坯“切割”。OCXO（恒溫控制晶體振蕩器）中使用的兩種最常見的石英晶體切割是 AT 切割和 SC 切割。就像任何其他工程或設(shè)計(jì)決策一樣，它們都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，必須在頻率控制設(shè)備的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行權(quán)衡。

AT 是溫度補(bǔ)償切割，這意味著切割的方向使得晶格的溫度系數(shù)對晶體性能的影響最小。

SC（應(yīng)力補(bǔ)償）也是溫度補(bǔ)償。SC 切割最初于 1974 年開發(fā)，是一種雙旋轉(zhuǎn)切割（類似于木工的復(fù)合斜切切割）。

在為特定應(yīng)用選擇晶體振蕩器時(shí)，了解晶體振蕩器核心的晶體類型很重要。AT 切割和 SC 切割之間不同的關(guān)鍵參數(shù)是頻率與溫度穩(wěn)定性、晶體老化、g 靈敏度、初始頻率精度、可用性和成本。 

頻率與溫度

頻率與溫度穩(wěn)定性是描述晶體振蕩器的頻率輸出如何隨溫度變化的規(guī)范。FvT 性能以十億分之幾或 PPB 來衡量。   SC 切割將改善晶體振蕩器的性能。主要原因是晶體轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近曲線的斜率。通常，SC 切割的斜率是具有相同轉(zhuǎn)折點(diǎn)的 AT 切割斜率的 1/3。  SC 切割提高 FvT 性能的另一個(gè)領(lǐng)域是在井下應(yīng)用中看到的高溫范圍（-20C 至 +200C）下運(yùn)行。與 AT 的 +27C 相比，拐點(diǎn)溫度約為 +90C，SC 將在這些范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的穩(wěn)定性。在這個(gè)擴(kuò)展的溫度范圍內(nèi)，改進(jìn)可能高達(dá) 5 倍。參考晶體諧振器型號。

水晶老化

晶體老化是描述晶體頻率在晶體壽命期間如何變化的規(guī)范。  晶體老化是晶體振蕩器內(nèi)雜質(zhì)的結(jié)果 。老化也用 PPB 來衡量。SC 切割對某些老化效應(yīng)不太敏感，例如晶體安裝應(yīng)力、晶體毛坯電鍍應(yīng)力、電子設(shè)備性能的變化。

G-敏感性

G 靈敏度描述了沖擊和振動(dòng)對晶體振蕩器頻率輸出的影響。G 敏感性以 PPB/G 為單位測量。由于石英晶體是一種在電壓電位下振動(dòng)的機(jī)電器件，因此引入振動(dòng)會導(dǎo)致電輸出特性發(fā)生變化。事實(shí)上，g 靈敏度是晶體振蕩器相位噪聲的主要貢獻(xiàn)者。