为什么有些封装只有32.768kHz的频率的晶体才有呢?
首先,我们看一张长图来比拟:
我们可以看到32.768kHz的晶体的封装与其他频率的封装险些没有交集。那么,有履历的朋友有没有创造,两列晶振的规律呢?

从身材比例来说,右边的32.768的封装有点像姚明,瘦高型;左边普通晶体的身材像曾志伟,矮胖型。
那么为什么会有这样的征象呢?是32.768kHz的晶体有什么分外之处?
1、晶振的基本事理
振荡器是一种能量转换器,石英谐振器是利用石英晶体谐振器决定事情频率,与LC谐振回路比较,它具有很高的标准性和极高的品质因数,,具有较高的频率稳定度,采取高精度和稳频方法后,石英晶体振荡器可以达到10-4~10-11稳定度。
基本性能紧张是起振荡浸染,可利用其对某频率具有的相应浸染,用来滤波、选频网络等,石英谐振器相称于RLC振荡电路。
石英晶体俗称水晶,是一种化学身分为二氧化硅(SiO2)的六角锥形结晶体,比较坚硬。它有三个相互垂直的轴,且各向异性:纵向Z轴称为光轴,经由六棱柱棱线并垂直于Z轴的X轴称为电轴,与X轴和Z轴同时垂直的Y轴(垂直于棱面)称为机器轴。
石英晶体之以是可以作为谐振器,是由于它具有正(机器能→电能)、反(电能→机器能)压电效应。
沿石英晶片的电轴或机器轴施加压力,则在晶片的电轴两面三刀个表面产生正、负电荷,呈现出电压,其大小与所加力产生的形变成正比;若施加张力,则产生反向电压,这种征象称为正电效应。
当沿石英晶片的电轴方向加电场,则晶片在电轴和机器轴方向将延伸或压缩,发生形变,这种征象称为反压电效应。因此,在晶体两面三刀端加上互换电压时,晶片会随电压的变革产生机器振动,机器振动又会在晶片表里面产生交变电荷。由于晶体是有弹性的固体,对付某一振动办法,有一个固有的机器谐振频率。当外加互换电压即是晶片的固有机器谐振频率时,晶片的机器振动幅度最大,流过晶片的电流最大,产生了共振征象。石英晶片的共振具有多谐性,即除可以基频共振外,还可以谐频共振,常日把利用晶片的基频共振的谐振器,利用晶片谐频共振的谐振器称为泛音谐振器,一样平常能利用的是3、5、7之类的奇次泛音。晶片的振动频率与厚度成反比,事情频率越高,哀求晶片越薄(尺寸越大,频率越低),,这样的晶片其机器强度就越差,加工越困难,而且随意马虎振碎,因此在事情频率较高时常采取泛音晶体。一样平常地,在事情频率小于20MHZ时采取基频晶体,在事情频率大于20MHZ时采取泛音晶体。
石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一样平常用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
晶振的紧张参数有标称频率,负载电容、频率精度、频率稳定度等。不同的晶振标称频率不同,标称频率大都标明在晶振外壳上。
如常用普通晶振标称频率有:48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz~40.50 MHz等,对付分外哀求的晶振频率可达到1000 MHz以上,也有的没有标称频率,如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。由于石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。以是,标称频率相同的晶振互换时还必须哀求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器事情不正常。频率精度和频率稳定度:由于普通晶振的性能基本都能达到一样平常电器的哀求,对付高档设备还须要有一定的频率精度和频率稳定度。频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。稳定度从±1到±100ppm不等。这要根据详细的设备须要而选择得当的晶振,如通信网络,无线数据传输等系统就须要更高哀求的石英晶体振荡器。因此,晶振的参数决定了晶振的品质和性能。在实际运用中要根据详细哀求选择适当的晶振,因不同性能的晶振其价格不同,哀求越高价格也越贵,一样平常选择只要知足哀求即可。
晶振不振荡时,可以算作是一平板电容器C0,他和晶体的几何尺寸和电极面积有关,值在几PF到几十PF之间。晶振的机器振动的惯性利用电感L来等效,一样平常为10-3-102H之间,晶片的弹性以电容C1来等效,L、C的详细数值与切割办法,晶片和电极的尺寸,形状等有关。
标称频率(FL),负载电容(CL)、频率精度、频率稳定度等
晶体的品质、切割取向、晶体振子的构造及电路形式等,共同决定振荡器的性能
Fs:晶体本身固有的频率,和晶体的切割办法、晶体厚度、晶体电极的等效厚度
F=2560/t(BT) F=1670/t(AT)
2、音叉构造
大略地说,晶振是晶体谐振器和晶体振荡器的统称,谐振器有分陶瓷谐振器和石英谐振器,石英谐振器可以分插件晶振和贴片晶振,而插件晶振也常日被称之为音叉晶体和晶振,因插件表晶石英晶片外型类似音叉的形状,以是叫音叉晶振,音叉的频率都因此千赫为单位。插件晶振中较为普遍存在的体积有38,26,运用最多的晶振频率为32.768KHZ。2011年环球音叉类晶振产量超过100亿只,产值约15亿美元。同年,中国音叉晶振产量超过40亿只,产量约占环球40%。纵然多高真个电子产品也始终离不开这个连2毛钱都不到的音叉晶振.iPhone 也不例外.和苹果公司互助,是多少零器件厂家竞争的目标.手机中的零器件,晶振和声表面滤波器,32.768K表晶是不可或缺的部分.iPhone 5中有5款石英晶振,个中就有两款音叉晶振.常日我们认为32.768K晶振只能运用到一些低端电子产品,实际上这是一种缺点的说法,绝大多数涉及数据处理的电子产品都须要晶振元件为其供应时钟频率,否则便无法启动或者有效事情由此可见晶振尤其是音叉晶振是电子产品中十分主要的元件。
音叉晶振运用领域包括钟表及表芯、手机、平板电脑、微型打算机、打算器、家电自动掌握和工业自动掌握等。目前,中国音叉晶振下贱运用市场呈现快速增长的势头,带动音叉晶振需求增长。2011年,中国石英钟表机芯产量19亿只,须要市场供应19亿只音叉表晶,是音叉晶体的紧张运用领域之一;中国手机产量11.3亿部,至少增加17亿颗音叉晶振需求,对音叉晶振行业带动较大;消费电子和微型打算机家当也是音叉晶振的紧张运用市场。相对付陶瓷晶振来说运用得手机方面极为少数,只有部分普通电话机才会用的上陶瓷晶振系列,2011年中国消费电子(不包括手机)产量达到16.6亿套(台),微型打算机产量为3.2亿台,这两个领域对音叉晶振的需求约20亿只。 随着技能的进步以及市场运用的变革,音叉晶振呈现先小型化、高精度、低功耗的发展趋势,以爱普生晶振C-001RX,C-002RX,C-004,C-005,精工晶振VT-200-F,VT-150-F,VT-120-F,西铁城晶振CFS206,CFS145,CFS308,KDS晶振DT-26,DT-38,日本四大石英晶振有名厂商为首,音叉晶振在任何有韶光显示的地方都会有存在,以爱普生晶振,西铁城晶振.精工晶振,KDS晶振每年销量领先,四大日产有名品牌是浩瀚消费者的选择. 而上海唐辉电子这天今年夜真空株式会社在中国的指定代理商,唐辉电子在PPTC自规复保险丝、PTC热敏电阻、晶体谐振器、振荡器系列、高品质电容、电感和液晶屏产品、IC类等领域有很强的竞争力。TH02157153998产品广泛运用在通信、电脑、消费类电子及网络产品、仪器仪表、工控系统、安防产品、电源供应器等产品上积极面对市场及客户的多方位哀求,坚持以最好的品牌和最具竞争力的价格发卖电子零件,为客户供应多元化的做事,务求充分知足客户的哀求致力于成为中国乃至天下最佳元器件供应商之一。 首先,音叉晶振向小型化、薄片化和片式化发展的趋势越来越明显。近几年,晶振下贱运用终端涌现向小型化、轻薄化的发展趋势。作为电子产品的主要元件,石英晶振也必须向小型化、薄片化和片式化发展。例如,iPhone 5厚度仅为7.6毫米,其利用的两颗音叉晶振是高度小型化、薄片化和片式化的高品质产品。从过去的20年中可以看出,晶振产品体积从约150立方毫米缩小到约0.75立方毫米,急剧低落到最初的1/200,小型化在不断进展。而现在越来越高真个数码产品都采取了有源晶振,有源音叉石英晶体振荡器等产品。 其次,音叉晶振向更高精度与更高稳定度方向发展,从而演化成为有源晶振产品系列,低功耗也成为音叉晶振主要发展趋势。电子产品如移动终端小型化、薄片化的同时,功能也逐渐增多,导致耗电量急剧增加。然而,自1992年索尼发布锂离子电池至今,电池领域还没有涌现全新颠覆式的技能打破。因此,减少硬件能耗成为延长电子设备续航韶光的现实选择。作为电子产品的主要元件,音叉晶振也须要向低功耗方向发展。石英晶振逐渐小型化、薄片化和片式化,为其提高精度和稳定度提出更大寻衅。在看重小型化,薄片化的根本上,人们更加看重的是焊接方便大略和节省更多的韶光.因此,贴片晶振在压电晶体天下中也成为抢手的一部分,只是,在选择贴片晶振代替音叉晶振的时候,我们应该考虑其价格.3、音叉构造与其他晶振的尺寸比拟
这是本人实际拆开32.768kHz晶体,拍照,给大家看一下,音叉构造。
我们可以看到其与一样平常晶振的内部构造比拟
同时,我们还可以把稳一下音叉构造能够实现的频率范围:3–85 kHz;
以是我们的MCU、CPU等高速芯片用的晶体的频率都在1MHz以上,这也便是为什么主晶体的封装与32.768kHz的封装一样平常都不一样的缘故原由了。
音叉构造已经广泛运用,而如果内部是音叉构造,其外壳每每也便是姚明的形状,瘦长型。而高频的晶体的切割办法,不可能是音叉构造。
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