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衰老的频率和老化的驱动依赖性

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浏览:- 发布日期:2019-02-22 10:32:49【
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由于大多数已知的老化机制与石英晶体谐振器的表面相关联,因此通常,具有较高体积与表面比的谐振器倾向于表现出比具有较低体积与表面比的谐振器更低的老化速率,这并不奇怪.对于给定的制造工艺,老化速率倾向于随着谐振器的有效区域的体积与表面比,即与板的频率成比例.

例如,25°C时老化333MHz基本模式SC切割谐振器(测试OCXO晶振保存在冰箱中以允许在25°C下稳定OCXO烤箱)的范围从113x10-8次方连续老化一年后每天.在相同的老化条件下,相对制造的5MHz基模谐振器的老化通常将低333/5,,每天1010次方个数量级.频率缩放似乎也适用于SAW设备;例如,“良好”500MHzSAW谐振器的老化速率通常比“好”5MHz体声波谐振器的老化速率高100.

衰老的频率和老化的驱动依赖性

根据华纳及其同事在1950年代末和1960年代开发的设计和工艺制造的2.5-MHz5-MHz5次谐波AT-cut谐振器的老化率仍然很难超过.这可能部分归因于这些陶瓷谐振器的大体积比.从那以后,没有开发出更大的体积比表面谐振器.(实际上,不再定期制作2.5MHz5次谐波谐振器.

通常,谐波谐振器老化率低于相同频率的相对制造的基波谐振器的老化率.原因在于,不仅泛音谐振器具有更大的体积与表面比,而且具有较小C1的谐波谐振器由于振荡器电路元件老化而表现出较低的老化速率,并且对于变化的灵敏度较低.处于谐振器的边缘.

据报道,AT切割谐振器的老化速率会因高驱动电平而降低.通过2.55MHz5次谐波谐振器将电流从75ma增加10倍导致每月老化率从1X10-10次方增加到1.5X10-9次方.据报道,BVA谐振器的老化对驱动电平敏感.驱动电平灵敏度已被用于产生在特定时间表现出“零老化”的振荡器.(然而,这种老化机制的平衡不太可能持续很长时间.

以离散步长改变谐振器驱动电平不会影响精度,高温处理的SC切割谐振器的老化速率,高达2.5-ma驱动电流(594mW,这是研究中尝试的最大值.

衰老的频率和老化的驱动依赖性

由于谐振器频率是驱动电平的函数,如果石英晶体振荡器电路老化以逐渐改变驱动电平,则可能导致振荡器老化.在非常高的驱动电平下,谐振器中的功耗会提高谐振器有效区域的温度.因此,预计受老化温度升高不利影响的谐振器也会受到驱动电平增加的不利影响.从有限的数据可以看出,在恒定驱动水平下,低稳定性和AT切割谐振器的老化受到高驱动电平的不利影响,而精密SC切割的老化不受影响.(在精心设计的振荡器中重复测量精度AT切割的驱动电平依赖性可能是值得的.

增加驱动水平会增加石英晶振表面上的颗粒的位移,速度和加速度.特别是在高频率下,粒子加速度可以达到一百万克.高驱动水平从表面去除微粒污染的能力是众所周知的.是否考虑了高驱动水平是否会影响吸附污染物的解吸.由于高驱动水平引起的吸附分子的动能增加非常小于20kcal/mol(这是所关注的典型吸附能),并且也远低于正常工作温度下的热能,高驱动水平可能不会直接影响吸附-解吸现象.