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第42卷第8期算机仿真2025年8月

文章编号：1006-9348（2025)08-0409-06

考虑温度场的石英晶体谐振器振动稳定性分析

嘉，聂

张段芹，窦林鹏，刘晶3

（1.郑州轻工业大学机电工程学院，河南郑州450002；

2.郑州轻工业大学计算机与通信工程学院，河南郑州450002；

3.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191）

摘要：采用有限元方法分析温度变化对石英晶体谐振器（QuartzCrystalResonator，QCR）的谐振频率与幅值的影响。首先通

过简化理论建模与有限元仿真两种方法分析AT切石英在不同切角下频率-温度特性，证实有限元仿真模型的准确性；而

后，利用上述模型仿真分析不同石英基底形状与非均匀温度场两种情况下的振动幅值与振动能量。研究结果表明，AT切石

英在最佳切角附近的微小变动会大幅影响频率稳定性；方形基底的幅值稳定性比圆形的略好；较大的非均匀温差不仅影响

谐振频率，并且造成振动能量的损失，降低晶振温差可以提高QCR频率与幅值稳定性。

关键词：石英晶体谐振器；温频特性；振动幅值；振动稳定性

中图分类号：N945.13文献标识码：B

AnalysisofVibrationStabilityofQuartzCrystalResonator

ConsideringTemperatureFields

ZHANGDuan-qin,DOULin-peng,LIUJia?,NIEJing

(1.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,

ZhengzhouHenan450002,China;

2.CollegeofComputerandCommunicationEngineering,ZhengzhouUniversity

ofLightIndustry,ZhengzhouHenan450002,China;

3.SchoolofInstrumentationandOptoelectronicEngineering,BeihangUniversity,Beijing,100191,China)

ABSTRACT:AnalyzetheimpactoftemperaturechangesontheresonantfrequencyandamplitudeofQuartzCrystal

Resonators(QCR)usingthefiniteelementmethod.First,thefrequency-temperaturecharacteristicsofAT-cutquartz

atdifferentcuttinganglesareanalyzedthroughtwomethods:simplifiedtheoreticalmodelingandfiniteelementsimu-

lation,confirmingtheaccuracyofthefiniteelementsimulationmodel.Subsequent