水晶振動子の発振周波数はどのように決まるの

水晶振動子の発振周波数は主に以下の要因によって決定されます。
要因 | 説明 |
---|---|
水晶の厚み | – 発振周波数は水晶チップの厚みに反比例 – 関係式:f=n/2t – f:発振周波数、n:次数、t:厚み、E:弾性定数、p:密度 |
水晶のカット方法 | – ATカット型水晶振動子の場合:f= – f:発振周波数(MHz)、t:厚み(mm) |
電極の質量 | – 水晶の上下に励振用の電極が付けられる – 電極の質量が発振周波数に影響を与える |
負荷容量 | – 発振回路の負荷容量により発振周波数が微調整される – 「負荷時共振オフセット」と呼ばれる |
水晶の形状とアスペクト比 | – 厚みと寸法(アスペクト比)が発振周波数、機械的強度、発振のしやすさに影響 |
温度 | – 発振周波数は温度によって変化する – 特性は水晶のカット方位によって異なる |
発振周波数は水晶チップの厚みに反比例します。基本的な関係式は以下の通りです。
f = n/2t × (E/p)^(1/2)
ATカット型水晶振動子の場合、発振周波数とカットの厚みの関係は以下のように近似されます。
f = 1.650/t
実際の振動子では、水晶の上下に励振用の電極が付けられます。この電極の質量も発振周波数に影響を与えます。
発振回路に組み込まれた際、回路側の負荷容量によって発振周波数が微調整されます。これを「負荷時共振オフセット」と呼びます。
水晶振動子の厚みと寸法(アスペクト比)は、発振周波数だけでなく、機械的な強度や発振のしやすさにも影響を与えます。
水晶振動子の発振周波数は温度によっても変化します。この特性は水晶のカット方位によって異なります。
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