從上個世紀(jì)開始，32.768K頻率小體積的圓柱音叉表晶，就被大量應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，消費類產(chǎn)品身上，比較熱門的是2*6和3*8這兩種封裝的，還有一種更小的5.0*1.5mm圓柱晶振。雖然品質(zhì)和穩(wěn)定性沒有后來用的貼片晶振好，但是勝在價格低廉，適合大范圍使用，降低生產(chǎn)工廠的成本。直到現(xiàn)在，仍有許多電子，鐘表和其他中低端產(chǎn)品的工廠，仍在使用音叉表晶，國產(chǎn)或進(jìn)口品牌都有使用。

這是針對幾種類型支撐結(jié)構(gòu)在32.768kHz下工作的小型石英音叉的初步研究?？梢酝ㄟ^Euler-Bernoulli方程（精確解）計算齒長和齒寬，但由于基礎(chǔ)設(shè)計的靈活性，基礎(chǔ)應(yīng)通過FEM（近似解）進(jìn)行分析。有限元法（FEM）軟件ANSYS用于模擬音叉石英晶體以從諧波分析中提取電響應(yīng)。通過仿真比較幾種類型的支撐結(jié)構(gòu)與帶凹口的改進(jìn)音叉。

石英音叉的設(shè)計早期被視為U形模型，并且分析方法來自J.A.的傳遞矩陣法。Kusters和......等。在70年代。模型（圖1）被分成幾個部分，假設(shè)每個部分操作彎曲和長度-伸展模式，然后提取系統(tǒng)的特征頻率。上述方法中石英音叉的底座不包括旋轉(zhuǎn)慣性效應(yīng)。90年代，HideakiItoh和......等。同時將石英音叉作為U形模型，類似于L形的右半部分由三個條組成，然后通過Sezawa的近似計算系統(tǒng)的特征頻率。但在基礎(chǔ)上，頻率方程被認(rèn)為是彎曲模式?；?/span>Euler-Bernoulli方程的假設(shè)，該方程應(yīng)適用于長桿而不是短桿（TuningForkBase）。在80年代，ShihS.Chuang介紹了包括轉(zhuǎn)動慣量效應(yīng)在內(nèi)的彎曲模式的頻率方程，包括轉(zhuǎn)動慣量效應(yīng)在內(nèi)的頻率方程適用于小長度與齒寬和小頻率音叉晶振的比例。石英音叉采用了一種彎曲模式，由ShihS.Chuang開發(fā)。

圖1.U形音叉模型

為了改善石英音叉的電氣特性，YoshiroTomikawa提出了改進(jìn)的基部寬度和臂角切斷（圖2）。這些想法確實用于實際產(chǎn)品中，以提高更好的電氣特性，如更高的品質(zhì)因數(shù)和更低的阻力等。2003年，FumitakaKitamura申請了一種新的基座形狀-凹口，位于齒和安裝區(qū)域之間（圖3），以便在音叉晶體單元的小型化中獲得良好的電氣特性。

圖2.改進(jìn)的音叉，臂角被切掉，底座寬度為

圖3.帶凹口的改進(jìn)音叉

眾所周知，石英音叉單元已經(jīng)在很多領(lǐng)域中使用，特別是在手表中使用了很長時間。由于手表的寬敞空間，音叉單元的尺寸不是最重要的問題。然而，音叉單元的尺寸問題更為重要，因為手機營銷的增長和消費電子產(chǎn)品的多功能需求在過去十年中變得越來越強烈。石英音叉單元不僅需要滿足狹小空間，還需要保持井電特性。如今，用于手機的音叉單元的流行封裝尺寸為4.1x1.5mm和3.2*1.5晶振。最近，開發(fā)出最小的石英音叉單元2.0x1.2mm2。那些石英音叉單元比以前小很多。

對于小型石英音叉單元的設(shè)計，應(yīng)減小齒長和底座長度以適應(yīng)狹小空間。由于在32.768K晶振下運行的Euler-Bernoulli方程控制的齒的長度與齒的寬度之間存在關(guān)系，因此齒長的減小是有限的。因此，我們專注于基礎(chǔ)形狀的分析，以獲得適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形狀和尺寸，以滿足狹小空間和良好的電氣特性的要求。

音叉的設(shè)計首先從Euler-Bernoulli方程中用無夾邊界條件提取齒寬和齒長，然后用FEM軟件（ANSYS，Inc。）模擬音叉晶振32.768K。封裝尺寸為3.2x1.5mm，內(nèi)部尺寸為2.45x0.8mm。幾種類型的石英音叉單元支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)與帶有缺口的改進(jìn)音叉進(jìn)行比較（圖3）。

從插件型到貼片型的轉(zhuǎn)換不過十幾年的時間，金洛鑫電子成立之初，也是從生產(chǎn)圓柱表晶開始做起的，到現(xiàn)在做的型號和類型也越來越多，但圓柱型的音叉晶體，仍有許多長期合作的客戶在用。金洛鑫電子供應(yīng)的1*5，2*6和3*8的圓柱晶體品牌主要有愛普生晶振，KDS晶振，精工晶振以及我們自己量產(chǎn)的JL品牌，如需詳細(xì)資料或有意訂購，請撥打咨詢熱線：0755-27837162，我們將為您提供完善的晶振服務(wù)！