力频和温频相结合的新型温补晶振研究

摘要

石英泛音晶体谐振器的谐振频率会随环境温度的变化和所受应力的作用发生改变。本文的新型温度补偿晶体振荡器就是利用石英晶体的力频特性补偿石英晶体的温频特性，使石英晶体谐振器的频率与温度的关系曲线更平稳。借助于晶体电极的应力作用于晶体片上，或是镀边金属的应力直接作用于晶体片上，镀膜金属传感器受温度的影响产生形变，由于晶体片与金属薄膜之间的膨胀率，和金属薄膜之间的膨胀率不同而产生了应力，应力的变化导致频率的改变，同时温度的变化也导致晶体谐振器的频率变化，新型温度补偿晶体振荡器使这两种频率特性相互作用，减小石英晶体谐振器的频率偏移量，以达到对石英泛音晶体谐振器进行温度补偿的效果。文章详细介绍了这种温补方法的理论基础、实现方案，实验结果。传统的温补晶振都是通过压控来实现模拟补偿，采用的是基频晶体谐振器，因此大大限制了温补晶振晶体谐振器的选取范围，新型温度补偿晶体振荡器不仅可以使用AT切的基频晶体，而且可以使用AT切、SC切泛音晶体，不仅明显拓宽了可使用晶体的范围，改善了温补晶振的频率温度特性，而且对大量传统的数字温补和微机温补晶振中存在的体积庞大、价格昂贵、功耗较高等问题都得到改善，因而具有更大的市场应用价值。

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第一章绪论

1.1晶体振荡器概述

1.2晶体谐振器

1.3温补晶振的类型及特点

1.4新型温补晶振的设计思想

1.5本论文的研究内容安排

1.6小结

第二章新型温补晶振的特性

2.1新型晶振的温频特性关系式

2.2新型晶振的温频特性分析

2.3石英晶体谐振器的力频特性

2.3.1石英晶体谐振器的力频特性参数

2.3.2石英谐振器力频效应的相关实验

2.4新型晶振设计的基本参数

2.5小结

第三章应力补偿温补晶振的实验及分析

3.1施加应力的设计方法

3.2应力对金属薄膜作用的力学模型分析

3.2.1金属薄膜的内应力分析

3.2.2金属薄膜之间的应力分析

3.3新型谐振器的实验及分析

3.3.1实验参数及步骤

3.3.2实验结果及分析

3.4应力补偿晶振的镀膜改进

3.5小结

第四章新型晶振方案的后续研究

4.1石英谐振器的改进方案

4.2金属材料的选择

4.2.1金属合金化后的晶体结构

4.2.2金属合金化后的硬度

4.2.3金属合金化后的延展性

4.3晶体片镀膜工艺的研究

4.4新型温补晶振的优点及意义

4.5小结

第五章结论

致谢

参考文献

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