在需要抗辐射性的 timing 应用中,扫频石英晶体是必需的,但了解它们的工作原理以及何时应该使用它们非常重要。
在这篇文章中,我们将回顾什么是扫频石英晶体、它们是如何制造的、它们的常见应用以及对其好处的常见误解。
什么是扫频石英晶体?
与许多其他因素一样,辐射会影响石英晶体振荡器的频率。这是因为辐射会物理改变振荡器内部的石英晶体。它改变了改变石英弹性常数的弱束缚补偿器的位置。
在某些情况下,辐射甚至会影响晶体的串联谐振。如果晶体不抗辐射,谐振的增加可能非常严重,以至于振荡器停止振荡。当石英晶体被制造为耐辐射时,该晶体被称为扫频石英晶体。
扫荡是一种纯化过程,它将弱结合的碱补偿剂从晶格中扩散出来,并用更紧密结合的 H+ 离子和空穴取而代之。这通常是通过高温、电场驱动的固态过程完成的。真空工艺也可用于扫频石英晶体。
扫频石英晶体是如何制造的?
有几种不同的方法可以扫描石英晶体。在典型的扫描过程中,电极连接到石英棒的 Z 轴上。然后将棒加热到 500°C 左右,并施加电压,沿 Z 轴产生每厘米 1 千伏 (kV/cm) 的电场。
产生的电场最终会衰减到一个常数值。发生这种情况时,石英棒缓慢冷却,去除电压,并断开电极。
扫频石英晶体的常见应用
扫频石英晶体应用于预计会暴露于电离辐射的振荡器。常见应用包括:
1、航天器
2、卫星
3、医疗设备
4、一些军用武器
如果振荡器不需要暴露在辐射下,那么就没有必要用扫频石英制成。
Swept Quartz 能否改善其他振荡器规格?
扫频石英晶体是否有助于改善或增强其他振荡器规格,例如稳定性、频率与温度的关系、工作温度或老化?不,但这是一个常见的误解。
由于晶体切割的类型会影响性能,因此可以理解的是,您可能会认为在分子水平上物理改变晶体的扫描过程可能会影响其他规格。不幸的是,事实并非如此。除了抗辐射性之外,唯一受影响的是成本。
扫频石英晶体的过程需要额外的时间、精力和资源。扫频石英会增加晶体振荡器的成本,除了耐辐射性之外没有太多好处,所以不要错误地为扫频石英晶体支付额外费用,认为它可能会改善其他规格。