基于应力处理的温度补偿石英晶体振荡器.pdfVIP

学兔兔 第35卷 第7期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．35 No．7 2014年7月 Chinese Journal of Scientific Instrument Ju1．2014 基于应 力处理的温 度补偿石英晶体振荡器术 白丽娜，周 渭，李婉莹，张 莹，陈鸿杰 (西安电子科技大学机电工程学院 西安 710071) 摘 要：目前几乎所有的温度补偿晶体振荡器都通过补偿电路来完成补偿，而且采用的是基频晶体。通过长期对石英晶体不 同的物理特征相结合的研究，如其频率温度特性和频率应力特性结合，发现通过随温度变化产生的应力来补偿温度本身对晶体 频率的影响往往会取得更好的效果。大量实验证明通过应力处理，泛音晶体的频率温度特性得到明显的改善。使用这种方式， 晶体振荡器显示了良好的频率温度特性和短期稳定度，并兼有低功耗、低成本、低相位噪声等优点。振荡器的频率温度稳定度 从一30 到+85℃的波动范围已经可以达到±(1～2)×10～。再通过简单的补偿电路会得到±0．5×10 的频率一温度稳定 度。对泛音晶体电极采用双层镀膜的方法，使用2种金属镀膜电极产生合适的应力。这相当于是一个双金属温度传感器，当温 度改变时，传感器会发生相应的形变，从而该电极可以将应力加于晶体片。这里选择的泛音晶体比基频晶体在稳定度和老化方 面要更好一些，而且拥有更高的频率-应力灵敏度。 关键词：温度补偿石英晶体振荡器(TCXO)；应力处理；频率．温度特性 中图分类号：TH714．5 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：590．30 Stress processing based TCXO Bai Lina，Zhou Wei，Li Wanying，Zhang Ying，Chen Hongjie (School ofMechano—Electronic Engineering，Xidian University，Xi’an oD ，China) Abstract：Currently，almost all temperature compensated crystal oscillators are compensated using compensation circuit and are based on fundamental frequency crysta1．Through long-term research on the combination of different physical characteristics of quartz crystal，such as the combination of frequency—temperature characteristic and frequency—stress characteristic，we found that using the generated stress varying with temperature to compensate for the effect of temperature on crystal frequency tends to get better result．A large amount of ex— periments prove that with stress processing，the frequency-temperature performance of overtone crystals can be improved obviously．In