一种石英晶体等效电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种石英晶体等效电路，所述石英晶体等效电路包括多个并联连接的等效支路：第一等效支路、第二等效支路……第n等效支路，n为大于1的整数；所述每一等效支路包括第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。本发明实施例所述的石英晶体等效电路能够更精确体现石英晶体的特性。
【专利说明】—种石英晶体等效电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路【技术领域】，更具体的说是涉及一种石英晶体等效电路。
【背景技术】
[0002]石英晶体又称为石英晶体谐振器，其是利用晶体的压电效应而制成的谐振元件，其与半导体器件和阻容元件一起使用，即可构成石英晶体振荡器。
[0003]在对石英晶体利用以及分析时，通常是将石英晶体等效为电路模型，然后对等效电路进行的处理。现有的石英晶体等效电路通常如图1所不。等效电路中Ctl表不晶体切片与金属板构成的静电电容，其与晶体的尺寸、电极面积有关。L和C分别模拟晶体的质量和弹性。R表示晶片振动时的摩擦损耗电阻。参数L、C、R的具体数值，根据晶体希望产生的标称频率值来确定的。
[0004]但是现有的这种石英晶体等效电路只能粗略判断出石英晶体是否起振，以及振荡的周期，并不能精确 体现出石英晶体实际特性。而随着石英晶体的应用越来越广泛，无线通信频率越来越高，调制方式越来越复杂，对石英晶体等效电路的频率准确性提出更高要求，因此，如何创新性提出一种石英晶体等效电路，以提闻石英晶体等效电路的精确性，成为本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种石英晶体等效电路，解决了现有的石英晶体等效电路不精确的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种石英晶体等效电路，包括多个并联连接的等效支路:第一等效支路、第二等效支路……第n等效支路，n为大于I的整数；
[0008]所述每一等效支路包括第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。
[0009]优选地，所述多个等效支路用于等效产生石英晶体的不同振动频率。
[0010]优选地，所述不同振动频率包括基波频率、谐波频率、泛音频率、近似谐波频率和/或近似泛音频率，所述近似谐波频率为所述谐波频率在第一误差范围内的频率，所述近似泛音频率为所述泛音频率在第二误差范围内的频率。
[0011]优选地，所述等效支路个数根据需要所述石英晶体产生不同振动频率的个数确定。
[0012]优选地，所述每一等效支路的第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻的参数值是根据将所述石英晶体等效电路进行仿真，产生不同振动频率对应的波形时的测试参数值而确定的。
[0013]优选地，具体包括第一等效支路和第二等效支路，用于等效产生石英晶体的基波频率以及三次泛音频率、三次近似谐波频率或者三次近似泛音频率。[0014]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种石英晶体等效电路，所述石英晶体等效电路包括多个并联连接的等效支路:第一等效支路、第二等效支
路......第n等效支路，n为大于I的整数；所述每一等效支路包括第一电容、第二电容、
第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。本发明实施例所述的石英晶体等效电路，不仅能够产生不同的振动频率，使得能够精确体现石英晶体的实际谐振特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0016]图1为现有技术的石英晶体等效电路结构不意图；
[0017]图2为本发明一种石英晶体等效电路一个实施例的结构示意图；
[0018]图3为本发明一种石英晶体等效电路一个实施例的结构不意图；
[0019]图4为本发明一种石英晶体等效电路另一个实施例的结构不意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021 ] 本发明实施例公开了一种石英晶体等效电路，所述石英晶体等效电路包括多个并联连接的等效支路:第一等效支路、第二等效支路……第n等效支路，n为大于I的整数；所述每一等效支路包括第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。本发明实施例所述的石英晶体等效电路，能够产生不同的振动频率，使得能够精确体现石英晶体的实际谐振特性。
[0022]参见图1，为本发明一种石英晶体等效电路实施例1的结构示意图，所述石英晶体等效电路可以包括多个并联连接的等效支路100:第一等效支路、第二等效支路……第n等效支路，其中，n为大于I的整数。
[0023]其中，每一等效支路所包括的元器件相同，每一等效支路中可以包括第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。
[0024]例如由图1中可知，第一等效支路包括第一电容Cltl，第二电容Cl，第一电感LI以及第一电阻R1，第二等效支路包括第一电容CA，第二电容C2，第二电感L2以及第二电阻R2……第n等效支路包括第一电容CnQ，第二电容Cn，第二电感Ln以及第二电阻Rn，其中n为大于I的整数。
[0025]所述多个等效支路用于等效产生石英晶体的不同振动频率。
[0026]由于现有的石英晶体等效电路只能广生石英晶体的基波频率或者谐波频率，而在实际电路应用及分析中，影响电路输出信号质量的并不只是基波频率或者谐波频率。因此本实施中的等效电路包括多个等效支路，能够等效广生不止包括基波频率和谐波频率的不同振动频率。
[0027]所述不同振动频率可以包括基波频率、谐波频率、泛音频率、近似谐波频率和/或近似泛音频率。所述近似谐波频率为所述谐波频率在第一误差范围内的频率，所述近似泛音频率为所述泛音频率在第二误差范围内的频率。
[0028]由于石英晶体是一种谐振元件，在受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，因此可以将石英晶体等效为电磁谐振回路，且石英晶体的机械振动是一种复杂的周期性振荡，振动模式包括基波和谐波。
[0029]谐波是指频率等于基波频率的整倍数的正弦波分量。例如三次谐波的频率为基波频率的三倍，五次谐波的频率为基波频率的五倍、七次谐波的频率为基波频率的七倍、九次谐波的频率为基波频率的九倍，依次类推。
[0030]泛音是指频率等于基波频率的近似整数倍(不是整数倍)的正弦波分量。例如三次谐波频率为基波频率的3倍，则三次泛音频率可以为基波频率的2.5倍(允许在一定范围内存在误差)。泛音振动通常有三次泛音、五次泛音、七次泛音等。
[0031]所述第一误差范围是指大于所述谐波频率第一预定数值，以及小于所述谐波频率第二预定数值的频率范围。所述第一预定数值和第二预定数值根据对石英晶体的应用情况而确定，例如某一类石英晶体能够产生26MHz (兆赫兹)的基波频率，其三次谐波频率为78MHz，该第一预定数值和第二预定数值均为5MHz，则所述近似谐波频率可以是73MHz-83MHz范围内的频率。具体的所述近似谐波频率可以是大于谐波频率第一预定数值的频率、或者小于谐波频率第二预定数值的频率。第一预定数值和第二预定数值可以根据不同的实际应用情况确定。
[0032]所述第二误差范围是指指大于所述泛音频率第三预定数值，小于所述泛音频率第四预定数值的频率范围。所述第三预定数值和第四预定数据根据对石英晶体的应用情况而确定，例如某一类石英晶体能够产生26MHz (兆赫兹)的基波频率，其三次泛音频率为76.5MHz，该第三预定数值为0.5MHz，第四预定数值为0.8MHz，则三次近似泛音频率可以是76MHz-77.3MHz范围内的频率。具体的所述近似泛音频率可以是大于谐波频率第三预定数值的频率、或者小于谐波频率第四预定数值的频率。第三预定数值和第四预定数值可以根据不同的实际应用情况确定。
[0033]石英晶体等效电路中等效支路的个数是根据需要所述石英晶体产生的不同振动频率的个数确定的。其中，第一等效支路可以与现有的等效电路结构相同，其能够等效广生基波频率或谐波频率，但是并不能产生泛音频率、近似谐波频率或者近似泛音频率。因此本实施例中不包含所述第一等效支路的其他每一等效支路与所述第一等效支路连接后，可以等效生成泛音频率、近似谐波频率、近似泛音频率，其中泛音频率可以包括三次泛音频率、五次泛音频率等；近似谐波频率可以包括一次近似谐波频率、二次近似谐波频率等；近似泛音频率可以包括三次近似泛音频率、五次近似泛音频率、七次近似泛音频率等。
[0034]例如，如果需要石英晶体的三次泛音频率、三次近似谐波频率或者三次近似泛音频率，则所述等效支路可以具体包括第一等效支路和第二等效支路。第二等效支路与第一等效支路连接后可以产生三次泛音频率、三次近似谐波频率或者三次近似泛音频率。[0035]如果需要石英晶体的三次泛音频率、五次泛音频率、一次谐波频率，则所述等效支路可以具体包括第一等效支路、第二等效支路、第三等效支路和第四等效支路。第二等效支路、第三等效支路和第四等效支路可以分别用于产生三次泛音频率、五次泛音频率和一次谐波频率。
[0036]具体的参见图3，为本发明石英晶体等效电路的另一个实施例结构示意图，包括两个等效支路，图4为本发明石英晶体等效电路又一个实施例的结构示意图，包括三个等效支路。
[0037]其中，每一等效支路的第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻的各元器件的参数值是根据将所述石英晶体等效电路进行仿真，产生不同振动频率对应的波形时的测试参数值而确定的。
[0038]即将所述石英晶体等效电路进行电路仿真测试，在仿真过程中，通过调整各元器件的参数值，使得石英晶体等效电路能够产生基波振动、谐波振动、泛音振动、近似谐波振动或者近似泛音振动。近似谐波振动是指近似谐波频率点对应的振动，近似泛音振动是指近似泛音频率点对应的振动。
[0039]在实际应用中，一个特殊应用是在宽频带特性中，影响信号输出质量的不是基波特性，而是三次泛音、或者三次泛音附近、三次谐波附近的特性。因此可以将石英晶体等效为如图3所示的等效电路，然后再将该等效电路进行仿真，确定出产生三次泛音频率、三次近似泛音频率或者三次近似谐波频率对应的波形时的元器件参数值。即可将该确定出具体器件参数值的等效电路作为石英晶体的等效电路，可以精确体现石英晶体的特性。
[0040]通过本发明实施例所述的石英晶体等效电路，不仅能够产生基波频率和谐波频率，同时能够产生石英晶体的其他不同振动频率，从而可以精确体现石英晶体的特性。在石英晶体与其他元器件共用，形成石英晶体振荡器时，在需要产生较大的振荡频率时，也不会影响振荡器输出的信号质量，满足了应用需求，使得电路分析更准确。
[0041]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0042]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种石英晶体等效电路，其特征在于，包括多个并联连接的等效支路:第一等效支路、第二等效支路……第n等效支路，n为大于I的整数； 所述每一等效支路包括第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻，所述第一电容、第一电感和第一电阻串联连接后，与所述第二电容并联连接。
2.根据权利要求1所述的等效电路，其特征在于，所述多个等效支路用于等效产生石英晶体的不同振动频率。
3.根据权利要求2所述的等效电路，其特征在于，所述不同振动频率包括基波频率、谐波频率、泛音频率、近似谐波频率和/或近似泛音频率，所述近似谐波频率为所述谐波频率在第一误差范围内的频率，所述近似泛音频率为所述泛音频率在第二误差范围内的频率。
4.根据权利要求2所述的等效电路，其特征在于，所述等效支路个数根据需要所述石英晶体产生不同振动频率的个数确定。
5.根据权利要求2所述的等效电路，其特征在于，所述每一等效支路的第一电容、第二电容、第一电感以及第一电阻的参数值是根据将所述石英晶体等效电路进行仿真，产生不同振动频率对应的波形时的测试参数值而确定的。
6.根据权利要求1所述的等效电路，其特征在于，具体包括第一等效支路和第二等效支路，用于等效产生石英晶体的基波频率和谐波频率，以及三次泛音频率、三次近似谐波频率或者三次近似泛音频率，所 述三次近似谐波频率为所述三次谐波频率在第一误差范围内的频率，所述三次近似泛音频率为所述三次泛音频率在第二误差范围内的频率。
【文档编号】H03H7/32GK103457564SQ201210169856
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月28日 优先权日:2012年5月28日
【发明者】石彬 申请人:联想(北京)有限公司