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为什么要研究时间同步石英晶体的稳定性?

时间:2020-06-19 发布者:中新创 浏览次数:

时间同步系统石英晶体的谐振频率受温度的影响较大,因此研究石英晶体的频率温度特性对提高石英谐振频率的温度稳定性能有较大的意义。

石英晶体的频率温度特性大多呈抛物线形状,当它处于T0时温度稳定性较好,因此有条件时常使石英谐振器在拐点温度处工作。少数切型如AT,GT切型石英谐振器的频率温度特性为三次曲线。

实践证明,石英晶体片的谐振频率会随其工作时间的增加产生缓慢且单方向的变化,这种现象称为石英晶片的老化。石英晶体频率标准所用的石英晶片的老化是这种频率标准输出频率呈单方向变化的主要根源。石英经晶片发生老化现象的主要原因被认为石英晶片与气体发生作用导致其质量增加或减少,从而改变了谐振频率。

时间同步系统的晶片与金属极板支架构成静态电容;等效电感Lg和等效电容Cg由晶片的切型及晶片极板尺寸形状所决定;Rg为晶片振动时摩擦损耗的等效电阻,是决定石英谐振器Q值的主要因素。在等效电路中,Lg,Cg组成串联谐振电路。当 F < F0 时石英谐振器呈容性,当F >F0呈感性。

石英谐振器的频率电流特性是指石英谐振器的频率与其激励功率的关系。当激励电流过大时,激励电流变化会引起石英谐振器陪频率较大的变化。这回导致石英频率标准频率加速老化,长期频率稳定度下降,严重时会损坏石英谐振器。如果激励电流太小,则振荡信号很弱。输出信号的信噪比很低,这又会导致短期频率稳定度变差。

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