與石英晶振相關(guān)的知識(shí)，我們已經(jīng)了解很多了，但是它的由來(lái)卻并不是很多人清楚，晶體的原材料是水晶和石英，那么它們是怎么被發(fā)現(xiàn)，然后被應(yīng)用的呢？如果要從源頭說(shuō)起來(lái)，這個(gè)歷程經(jīng)過(guò)了300多年，然而是在近幾十年里才被廣泛大量的使用，并且制造技術(shù)也是在這幾十里不斷的突破。無(wú)線電的發(fā)明與使用也與石英晶振息息相關(guān)，二者可以說(shuō)是相輔相成的關(guān)系。
歐洲人約1703年由荷蘭水手，從某個(gè)地方帶來(lái)的電氣石晶體，電氣石在炎熱放入灰燼，將灰燼顆粒放在一邊并將它們推向?qū)γ?。過(guò)了一段時(shí)間，這種敷料效果又轉(zhuǎn)回來(lái)了和排斥。水手稱這些電氣石晶體為錫蘭磁鐵。1747年Linneaeus賦予電氣石晶體學(xué)名為lapiselectricus。
在1756年，Aepinus描述了相反的電極性加熱電氣石晶體。他把這種效應(yīng)叫做熱電。貝克勒爾看著某些晶體具有電效應(yīng)。1877年，開(kāi)爾文勛爵建立了熱電性與壓電性的相關(guān)性。事實(shí)證明到目前為止，電氣石上最大部分的熱電電荷通過(guò)彈性形成壓電表面電荷晶體的應(yīng)力是由溫度變化引起的。上基于開(kāi)爾文勛爵的陳述，居里兄弟于1880年在該校發(fā)現(xiàn)研究結(jié)晶材料的機(jī)械變形產(chǎn)生比例電荷。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)提及。
1881年也是在居里兄弟的Lippmanns的推斷之后發(fā)現(xiàn)了反向壓電效應(yīng)。算了30多年了壓電效應(yīng)而不是科學(xué)的好奇心。1910年出版W.Voigt的基礎(chǔ)工作，書(shū)“水晶物理教科書(shū)”。1913年成功Meißner與剛開(kāi)發(fā)的'驅(qū)動(dòng)電極真空放大器管μ產(chǎn)生電振動(dòng)。反饋是發(fā)明的。
1917年，Langewin（法國(guó)）接替水上超聲波用于追蹤目的生產(chǎn)。他使用了幾個(gè)平行連接的相同X形截面的排列受到DC脈沖影響的石英元素。頻率產(chǎn)生的聲波由石英元件的自諧振給出。從過(guò)境時(shí)間也收到了用石英晶體振蕩器反映出來(lái)的波可以計(jì)算反射物體的距離。在此背景下，Langewin首次描述了這一現(xiàn)象共振。1919年，卡迪使用石英振蕩器來(lái)穩(wěn)定頻率。

圖1.1卡迪的第一個(gè)振蕩器圖1.2卡迪的單管振蕩器

第一個(gè)石英支架，用于帶有頻率校正的大型發(fā)射器和用于均勻波發(fā)射器的精密石英帶有一個(gè)相位旋轉(zhuǎn)的變壓器，這里有兩個(gè)電極取代石英棒被取代：
關(guān)于一個(gè)電極對(duì)，來(lái)自陽(yáng)極電路的石英振蕩器刺激了自己的共振，從另一個(gè)電極對(duì)通過(guò)間接壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷相位旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格放大管再次送入。
1923年，Prof.G.W.Pierce（哈佛大學(xué)）發(fā)表了一個(gè)振蕩電路石英只有一對(duì)電極。貝爾電話實(shí)驗(yàn)室在柏林找到石英實(shí)驗(yàn)室，1924年，LeoOpta制造光晶體作為調(diào)諧指示器，它們位于充氣外殼中安裝時(shí)，在石英頻率上調(diào)節(jié)發(fā)射器，氣體放電點(diǎn)亮由于諧振時(shí)的電壓過(guò)沖（Q次）。無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者是石英穩(wěn)定發(fā)射器的首批用戶。該當(dāng)時(shí)常見(jiàn)的自振蕩發(fā)射器級(jí)的儲(chǔ)能電路同時(shí)進(jìn)行天線的去耦。由風(fēng)中天線的變化改變?nèi)萘亢蛡鬏旑l率。補(bǔ)救措施是石英穩(wěn)定。

圖1.3

第一個(gè)石英支架，用于帶有頻率校正的大型發(fā)射器和用于均勻波發(fā)射器的精密石英那時(shí)無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者一直使用無(wú)線電技術(shù)，電子產(chǎn)品超前夸張。在以前的無(wú)線電設(shè)備開(kāi)發(fā)中，幾乎不是工程師也是一位業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者。第一本關(guān)于實(shí)際結(jié)構(gòu)的出版物石英振蕩器于1924年出現(xiàn)在無(wú)線電業(yè)余報(bào)紙QST中。它在很短的時(shí)間內(nèi)完成關(guān)注該期刊中的大量出版物，包括制作由業(yè)余愛(ài)好者自己制作的石英晶體。
1925年，vanDyke教授繪制了雙電極石英的等效電路圖，由動(dòng)態(tài)串聯(lián)電路和并聯(lián)的靜態(tài)電路組成容量。
1926年在美國(guó)成為紐約WEAF的第一個(gè)商業(yè)廣播電臺(tái)石英穩(wěn)定的變送器操作。
1927年，到目前為止都是石英壓電體ÿ削減。美國(guó)最優(yōu)公司的T.Tillyear給出了這個(gè)切割方向用較小的溫度系數(shù)切割。
1928年成為很多地方的世界實(shí)驗(yàn)室和適用于石英家具的生產(chǎn)設(shè)施。
1929年，C.LorenzAG獲得柏林恒溫器專利石英水晶振子的溫度控制。恒溫器已配備Y型切割石英。精度為0.1@10-6。要求對(duì)于GleichwellensenderStettin，馬格德堡柏林的運(yùn)作頻率相同。Meißner和Bechmann在Telefunken調(diào)查了更長(zhǎng)方形的波紋石英諧振器可避免溫度范圍內(nèi)的頻率跳變。
1933年，首次研究了低溫梯度的石英切片，Bechmann并且Straubel指定相應(yīng)的Y切割，其中Tk=0即Yh切割。
1934年，彼此獨(dú)立分別來(lái)自日本的古賀，Bechman和Straubel在德國(guó)和F.R.Lack，G.W.Willard和I.E.Fair貝爾實(shí)驗(yàn)室。在美國(guó)，指示石英部分，0溫度系數(shù)為25/C.這些削減將是叫AT和BT切。切割的方向是根據(jù)種植區(qū)。之后，切割角度可能會(huì)偏振光1/6/完全實(shí)現(xiàn)。
1938年，PR-Hofman公司生產(chǎn)特種機(jī)器對(duì)于現(xiàn)在開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)的石英晶體。由在戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)對(duì)石英的需求正在迅速增長(zhǎng)。由于天然原料稀缺，很快就會(huì)出現(xiàn)采購(gòu)問(wèn)題。還有問(wèn)題由于長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足，造成的不足石英晶體諧振器的表面質(zhì)量。此時(shí)在塑料外殼中安裝的慣例進(jìn)一步促進(jìn)了頻率的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，特別是由于滲透水分。在德國(guó)是防御技術(shù)。

圖1.4氣隙支架中的晶體，塑料或陶瓷外殼中的晶體

仍然設(shè)置為可調(diào)無(wú)線電，這是非常強(qiáng)大的設(shè)備先決條件。沒(méi)有'quartzgpaßμ。只有ZF振蕩器和石英過(guò)濾器包含精確的晶體。
1940年在德國(guó)現(xiàn)在也在高頻石英（AT-section）引入金屬鍍激勵(lì)電極（Lorenz和Telefunken）。這些水晶仍在一個(gè)精心制作的三分坐在外圍石英盤通過(guò)焊接細(xì)線保持電連接產(chǎn)生的。盡管發(fā)生了戰(zhàn)爭(zhēng)事件，但發(fā)展和發(fā)展仍在繼續(xù)兩個(gè)陣營(yíng)中的石英晶體技術(shù)幾乎同時(shí)發(fā)生。
1942年（洛倫茲）介紹了用X射線精確測(cè)量切割角度。有由此實(shí)現(xiàn)約1/50/的切割精度。自1943年以來(lái)，削減控制在美國(guó)使用大型X射線測(cè)角儀進(jìn)行。要求X射線測(cè)角儀的政府推廣人數(shù)較多為石英行業(yè)制造。
1941年至1945年在美國(guó)有3000萬(wàn)石英晶體制成。雖然在美國(guó)長(zhǎng)時(shí)間石英頻率較高在生產(chǎn)的氣隙支架FT243中，一個(gè)已經(jīng)在歐洲和日本進(jìn)行過(guò)大約1942年，金屬鍍石英諧振器，但仍然如在美國(guó)的塑料外殼或沒(méi)有密封安裝了具有所有缺點(diǎn)的陶瓷外殼。知名持有人在粘接技術(shù)之后，F(xiàn)T241和FT243首先被金屬外殼取代用導(dǎo)電環(huán)氧粘合劑可用于接觸。

圖1.5玻璃和金屬外殼

1944年，第一次實(shí)驗(yàn)在德國(guó)進(jìn)行，原料石英（水晶）在工業(yè)上合成。1948年開(kāi)始使用Brush（美國(guó)），Sawyer（美國(guó)）和NihonDempaKogyo（NDK）在日本開(kāi)發(fā)生產(chǎn)合成纖維工業(yè)規(guī)模的石英材料。晶體管發(fā)明于1948年，1953年來(lái)自1954年使用的第一個(gè)晶體管-有源晶振控制電壓在調(diào)頻晶體管石英振蕩器VCXO中。
1952年，華納（BellTelephonLab。）給出了尺寸和制造細(xì)節(jié)振動(dòng)晶體具有高振動(dòng)質(zhì)量和低老化的主要頻率標(biāo)準(zhǔn)。從這些數(shù)據(jù)來(lái)看，已知的石英2.5和5MHz5.Oberton長(zhǎng)期堅(jiān)持＃1@10-8/周一。出。高度穩(wěn)定的石英在真空全玻璃外殼中實(shí)現(xiàn)。1960年，合成原料現(xiàn)已有足夠的數(shù)量，成為天然石英材料勉強(qiáng)使用.1962對(duì)石英長(zhǎng)期穩(wěn)定性的要求顯著增加，特別是在載頻技術(shù)的應(yīng)用中。
Allglasgehäusen為此目的實(shí)現(xiàn)了對(duì)需求增加的振蕩晶體。1968年，J.Staudte推出了微型時(shí)鐘晶體，它來(lái)自于制造半導(dǎo)體技術(shù)已知的晶圓光刻技術(shù).1970-1973年開(kāi)始在AT部分大規(guī)模生產(chǎn)石英晶體一些標(biāo)準(zhǔn)頻率。最初用于彩色電視中的彩色副載波生成適用于頻率為4,4MHz，4,194MHz和4的頻率的手表3.9MHz。1976年將大容量石英的頻率范圍擴(kuò)大到3.2MHZ到20MHZ：這些晶體的標(biāo)準(zhǔn)外殼現(xiàn)在是HC-18/Uin電阻焊設(shè)計(jì)。1985年大容量石英現(xiàn)在也在這種情況下HC-18/U高度低。
石英晶體的應(yīng)用范圍可以分為4組，合適生產(chǎn)特點(diǎn)分為：
1、一次性生產(chǎn)精密石英
2、小型系列，適用于有特殊要求的特殊應(yīng)用
3、大量用于特殊要求，例如汽車技術(shù)高沖擊需求或具有較小公差的應(yīng)用
4、大系列要求低，公差大，只需擺動(dòng)，但價(jià)格低廉，例如用于數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘供應(yīng)。這些包括還有標(biāo)準(zhǔn)頻率的廉價(jià)完整石英振蕩器。在越來(lái)越多地使用完整的石英振蕩器。也可以在這里找到應(yīng)用領(lǐng)域建設(shè)的重大印記：
1)精密振蕩器，對(duì)長(zhǎng)期和長(zhǎng)期有最高要求短期穩(wěn)定性。
2)適用于特殊要求的小型系列。
3)大系列標(biāo)準(zhǔn)化頻率，可大批量使用。精度要求相對(duì)較低。所以經(jīng)常是石英水晶諧振器，這種經(jīng)典的電子汽車替代了其他組件被預(yù)測(cè)，答案是越來(lái)越多的擴(kuò)展通過(guò)新的應(yīng)用程序的市場(chǎng)。所以石英技術(shù)仍然是一個(gè)適應(yīng)電子產(chǎn)品新創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。
讀完這篇文章，是不是發(fā)現(xiàn)似乎一切都冥冥中自有定義呢，都說(shuō)懶人是科技發(fā)展的第一動(dòng)力，那么好奇心和未知欲就是推動(dòng)技術(shù)的助力，很多人看到貼片晶振會(huì)認(rèn)為不起眼，因?yàn)樗捏w積非常的小，卻有非常大的作用。經(jīng)過(guò)幾百年的發(fā)展成為產(chǎn)品內(nèi)部重要的核心部件，由原來(lái)的簡(jiǎn)單晶體，演變成愈來(lái)愈多復(fù)雜的振蕩器，不斷適應(yīng)現(xiàn)今的產(chǎn)品。

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