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基于兀网络零相位法石英晶体激励电平相关性的研究


维普资讯 http://www.cqvip.com t   8   |   00 _| 0 0  0  基  硼 络 耜 法 零    石 晶 激 电 相 挂 霓  荚 嗨 励 平 莠  研 - 注 :北京市教育委 员会科技发展计 划面上 项目 ( 编号 :K 051302 M201220 )     摘要 :本文 阐述 了基于Ⅱ 网络零相位法石英晶体测量中改变激励 电功

率列石英晶体电参数的影响。主要以  Ⅱ 网络零相位法为测量方法 ,配以软件调节 ,硬件补偿等措施改变施加在石英晶体两端的激励功率 , 而  从 完成激励功率相 关性 的研究 。重点 阐述系统电阻校 准方法和串联谐振电阻的测量。   关键词 :石英 晶体 ;激 励电平相关性;电阻校准  中 图分类号 :T 3 . 文献标识码 :A M9 5 1     文章编号 :10 — 8 X 2 0 )2 0 1 - 4 0 6 8 3 ( 71- 0 5 0   0 荣刚 刘桂礼 李东 王艳林  一 、 引 言  石 英晶体谐振器 ( 以下简称石英 晶体 )是用压 电单 晶石英 ( 即水 晶 )制成 的压 电器件 。石英 晶体具有频  率稳定性好 、品质 因数高和成本低等特 点,因而广泛用作 时间频 率基准 以及为 时序逻辑 电路提供 同步脉冲 。   随着计算机 、微 电子 等行业的飞速发展 ,对 石英晶体元器件 的性 能提出 了更高 的要 求,主要表现在谐振频率  向高端发展、谐振频率精度要求提高、激励功率更低等 。   实际上 ,所有 晶体元 件的频率都在 一定程度 上随激励 电平 ( 以晶体元件两端 的功率或 电压或通过 晶体元  件的电流表 示,这里我们 用功率表 示 )变化 而变 化 ( 微量 变化 ),一般来说 ,A T切 晶体 的频率会 随激励 电平  增大而略有升高 。过 高的激励 电平会 导致谐振器温度特性 的畸变 ,并激活寄生模 。过高的激励使 晶体发热和  应力过大,从而产生不可逆的频率漂移 。   非常低 的激励 电平 ( 数微瓦或更低 )下,晶体元件 的谐振 电阻可能 比在额 定激励 电平下 电阻值高很多 ,   以致使振荡器振 荡的越来越 困难 ,出现 睡眠效应 。这种效应 经过一段非工作状态 的贮 存后会加剧 ,这就是激  励 电平相关性。因此 ,晶体在 电路 中实际使用的激励 电平不应过大和过小 。   二 、7 络 电 路 测 量 原 理  c 网 IC 推荐的7 E c 网络如图 1所示 。7 c 网络 由对  称 的丁 电阻回路组成 , 、 2 R 构成输入衰  c 型 R1 R 和 3 减器 ,R 、R 和 R 构成输 出衰减器 ,它们 的作  4 5 6 用是使7 c 网络 的阻 抗 与 测 试 仪 表 的 阻 抗 相 匹 配 ,   并衰减来 自测试仪器 的反射信 号。M 为待测石  英 晶体 。   图 1中 为 7   c 网络 输 入 信 号 电压 值 ,   为7 c   网络输 出信号 电压值 ,   和 ’ 分别表示节点 电  , 2 压 ,石英 晶体在谐振频率 点附近 ,利用节 点电压法列 出各 节点方程 如下 :   ¨ 2  键  蕊舔 萌 锄  艟洲 蔼萄; I 氆  确幅 蟊嘶 蕊   维普资讯 http://www.cqvip.com 一 击+ ++ 一 = ㈣  击击 去 。   (      .   。 下 ,信号源 输出不同的电压信号幅值 (m 1 m 2 ) a

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