SMD晶体的加速度灵敏度补偿技术探究

逄杰 王占奎 李鹏 孟昭建 徐淑壹 牛占鲁

中国电子科技集团公司第13研究所/第16专业部 河北 石家庄 050051

引言

晶体振荡器是通讯系统的核心器件之一。为适应恶劣的外界环境，通讯系统要求晶体振荡器在振动下的频率变化尽量小。而与振动下频率变化相关的一个关键指标，即是加速度灵敏度。双晶体补偿是一项优化晶体振荡器加速度灵敏度的重要技术。现代通信对低功耗、小型化的要求使SMD晶体的使用越来越广泛，但SMD晶体在双晶体补偿领域使用率不高。本文针对SMD晶体在加速度灵敏度补偿方面的应用进行技术研究。测试结果显示， 双SMD晶体补偿可实现加速度灵敏度2.0E-10/g的高指标要求。根据SMD晶体批次一致性、重复性好的特性，易于批量生产。

1 双晶体加速度灵敏度补偿的设计原理

如图1所示，晶体的加速度灵敏度为一种矢量，即当加速度是沿着加速度矢量方向时，加速度引起的频率偏移最大。

图1 双晶体加速度灵敏度补偿的设计原理图

2 SMD晶体的特点

SMD晶体结构如图2所示，晶片一侧有两胶点，晶片另一侧悬空。此结构特点造成晶体的加速度灵敏度差，约1.5E-9/g。

SMD晶体使用标准化工艺、全自动化设备进行生产，批次一致性、重复性好。此特点是SMD晶体得到普及使用的最大优势，也是适用于双晶体补偿的重要特性。

图2 SMD晶体结构图

3 设计理论

3.1 双晶体补偿方式

双SMD晶体补偿的实现分以下几步：

3.1.1 单SMD晶体加速度灵敏度测试。

3.1.2 选择需进行加速度灵敏度补偿的两个方向，使用旋转方式实现补偿结构。……