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更多>>石英諧振器與晶體振蕩器的三個(gè)發(fā)展里程碑
來(lái)源：http://www.luck-168.com.cn 作者：帝國科技編輯部 2016年03月23
石英諧振器問(wèn)世之前,電子產(chǎn)品主要用LC制作振蕩器,其頻率穩定度只能達到10-4量級,遠不能滿(mǎn)足人們的需要.自1880年居里夫婦發(fā)現“壓電效應”起,揭開(kāi)了人類(lèi)利用“石英穩頻”的序幕.41年后（1921年）英國人Cady用X切50khz晶體制成了世界上第一臺石英晶體振蕩器,頻率穩定度為10-5量級,比LC振蕩器提高了一個(gè)數量級,將其用于無(wú)線(xiàn)電廣播,播出了當時(shí)穩定度最高的無(wú)線(xiàn)電信號,因其了強烈的反響.1927年石英鐘問(wèn)世,當時(shí)它作為“一級頻率標準”,科學(xué)家依次發(fā)現了地球自轉的不均勻性,結束了以地球自轉為基礎的“地球時(shí)鐘”之歷史使命.
石英諧振器的技術(shù)水平?jīng)Q定了石英晶體振蕩器的水平.科技工作者為提高石英諧振器的技術(shù)性能付出了辛勤的勞動(dòng).1934年德國的Bechman、英國的Lack和日本的古賀兒乎同時(shí)發(fā)現了具有優(yōu)良溫度頻率特征的AT、BT切石英諧振器.1937年后又相繼研制出了CT、DT、 ET、FT切石英諧振器.1940年Mason發(fā)現了GT切小溫度系數諧振器,這就為研制 高穩定度的晶體振蕩器打下了基礎,用它制作的晶體振蕩器其頻率穩定度達10-8量級而成為第二代“一級時(shí)間頻率標準”.1952年英國貝爾實(shí)驗室Warner研制成功AT切五次泛音的5MHZ、2.5MHZ高精度石英諧振器,其Q值達（2.5~5）*10-6,用它制作的高穩晶體振蕩器頻率日穩定度達10-10以上,這是晶體振蕩器發(fā)展史上的又一個(gè)里程碑.1961年至1974年,Lagosec、Holland等研制出了雙轉角IT、PT、SC切諧振器.SC切諧振器具有應力、溫度雙重補償的優(yōu)良性能,為研制高穩定度的晶體振蕩器提供了可靠的物質(zhì)保障.
近年來(lái)法國B(niǎo)esancon利用嚴密的工藝制作了無(wú)電極式諧振器（BVA石英諧振器）,它不存在電極膜應力老化影響,降低了表面損耗,故使Q值更高,用AT切BVA制作的高穩晶體振蕩器其頻率穩定度達5.4*10-14/128s、老化率為5*10-12/d.用SC切BVA制作的高穩晶體振蕩器其頻率穩定度會(huì )更高,這類(lèi)晶振的頻率秒級穩定度可達10-14/s、老化率達5*10-12/d,這個(gè)指標已非常接近原子鐘的水平.可以說(shuō)SC切BVA石英諧振器是當今世界上最優(yōu)良的石英諧振器,它標志著(zhù)晶體振蕩器發(fā)展史上的第三個(gè)里程碑.
石英諧振器與晶體振蕩器歷經(jīng)136年的發(fā)展,一路的心酸坎坷,才發(fā)展到如今的小體積高性能的晶振.這里帝國科技要感謝居里夫人和科學(xué)家們的不辭辛苦,為我們當今的科技革命帶來(lái)高速的發(fā)展.
考察石英晶體振蕩器的發(fā)展史可以看出：
（1） 石英諧振器的技術(shù)水平和性能指標決定著(zhù)晶體振蕩器的技術(shù)水平和性能指標,前者的設計水平與制作工藝技術(shù)的每一突破都為后者的性能指標帶來(lái)了一次飛躍.
（2）晶體振蕩器的頻率準確度大約每20年提高一個(gè)數量級.例如1940年為10-3~10-4,1980年為10-5~10-6,2000年為10-6~10-7.晶體振蕩器的頻率穩定度大約每10年提高一個(gè)數量級,例如1960年研制水平10-4/（0.1~10）s,少量產(chǎn)品為10-8/（0.1~10）s,大量產(chǎn)品為10-6/（0.1~10）s,1980年在相同抽樣時(shí)間內分別為10-12、10-10、10-8,2000年分別達到10-14、10-12、10-10.
（3）電子技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了晶體振蕩器的發(fā)展,反過(guò)來(lái)后者又推動(dòng)了前者的進(jìn)步.
（4）半導體技術(shù)的發(fā)展、電子元件性能的提高促進(jìn)了晶體振蕩器性能的提高,為減小晶體振蕩器的體積、降低功耗提高了可靠的保證.
（5）隨著(zhù)晶體振蕩器性能的提高,要求測試計量設備的性能必須更高,這必然會(huì )促進(jìn)測試計量設備的研制與生產(chǎn).反之,只有具備高性能的測試計量設備,才能研制、生產(chǎn)出高性能的晶體振蕩器.
（6）研制、生產(chǎn)晶體振蕩器的自動(dòng)化測試設備,是提高晶體振蕩器生產(chǎn)效率,保證其質(zhì)量的必由之路.
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