压电元件与霍尔元件

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1、压电元件压电效应：不存在对称中心的异极晶体，受外力作用发生机械应变时在晶体 中诱发出介电极化或电场的现象（称为正压电效应），或者在这种晶体加上电场使晶 体极化，而同时出现应变或应力的现象（称为逆压电效应）。压电元件是利用压电效应制成的电子元件，常见的如石英晶体、声表面波滤波 器、陶瓷滤波器、陶瓷陷波器等等。这些元件的共同特点是，体积小、重量轻、频 带宽、抗干扰性好且不用调整。石英晶体石英晶体又叫石英晶体谐振器。是利用石英晶体的压电特性制成的一种电谐振 元件，在各种通信设备及遥控设备中常见。把石英单晶材料按一定的方式切割下来的薄片，就成为石英晶体。在晶体的两 个相对表面镀上银层并装上一对金属板，

2、就组成了石英晶体。不同切割方式、不同 尺寸、不同形状的石英晶体具有不同的固定谢振频率及其他参数。如果在石英晶体的两个极板间加上电压时，石英晶体就会产生机械形变，相 反，若在石英晶体上施加一个力的作用，使石英晶体发生形变，则在晶体两基板上 产生异种电荷，两极板间产生电压，这就是石英晶体的压电效应。如果将石英晶体 两极板件加一交流电压，并且交流电压的频率等于石英晶体的固有频率，晶体就会 振动，此时振幅最大，能量转换效率最高，这种现象叫做压电谐振。石英晶体的结构、符号和等效电路。（环结构（b）电路图形符号石英晶体的等效电路如上图。图中Co是石英晶体的静态电容和分布电容的总 和，一般为几十pF； Cl

3、为动态电容，一般为0.010.0001pF； R1为等效串联电 阻，也称为谐振电阻，一般为几十至几百欧姆；L1为等效电感。主要参数标称频率：技术条件中指定的谐振频率。谐振器在该频率时的阻抗呈现电阻 性。标称频率都标注在外壳上，便于使用。基准温度：测量石英谐振器时指定的环境温度。调整频差（室温频差）：基准温度时的工作频率相对于标称频率的最大偏离 值。总频差（频率偏移）：某温度范围内的工作频率相对于标称频率的最大偏离 值。温度频差（频率漂移）：在规定条件下，某温度范围内的工作频率相对于基准 温度下工作频率的最大偏离值，它代表了晶振的频率温度特性。负载电容：与石英晶体仪器决定负载谐振频率的有效外接电

4、容。晶振元件相当 于电感，组成振荡电路需配接外部电容，此电容即负载电容c。负载电容常用的L 标准值有：16、20、30、50、100pF。负载谐振电阻：石英谐振器与指定的外部电容相连接，在谐振频率时的电阻值 称负载谐振电阻。激励电平：石英谐振器工作时消耗的有效功率称激励电平。激励电平应大小适 中，过大会使电路频率稳定度变差，过小会使振幅减小和不稳定或不起振。一般激 励电平不应大于额定值，但也不要小于额定值的50%。常用标准值有0.1、0.5、 1、 2、 4mW。零温度系数点：频率随温度的变化率为零的温度点称零温度系数点。石英晶体使用注意事项选用石英晶体时，要选用正规厂家的产品，只要产品质量好

5、，用在电路中就不 会出现频率不稳现象。石英晶体的石英片很薄很脆，怕受到剧烈振动。拿取石英晶体时，注意不要跌 落到硬地面和受到强烈冲击。焊接好的印制电路板，如果有石英晶体谐振器，最好不要用超声波进行清洗， 以免使晶体受到破坏。注意防静电，这一点在焊接时尤为重要。电路的供电电源不得有浪涌脉冲，最好在电路电源端接有合适的滤波电容。注意晶体的温度范围，使用高精度晶体谐振器时，一定要在选用时注意温度适 用范围，并在电路中采用合适的恒温措施。石英晶体的检测用数字万用表检测石英晶体，将万用表置于电容2000pF档，将待测石英晶体 插入电容器的插孔中，若万用表显示“1”，则说明此晶体内部已漏电或短路；若 测得

6、电容值不稳定，则说明石英晶体内部接触不良；若测得电容值比正常值小得 多，甚至为零，说明晶体内部已开路；若测得电容值与正常值一样，说明石英晶体 是好的。陶瓷谐振元件陶瓷谐振器元件大都采用锆钛酸铅陶瓷材料做成薄片，再在两面镀上银层，焊 上引线或夹上电极板，用塑料封装而成。其基本结构、工作原理、特性、等效电路 及应用范围与晶振元件相似，但性能不及晶振，除频率精度和稳定度要求高的场合 外，陶瓷谐振元件几乎可代替晶振元件。LTW LTW L5MB 465k L ；.6. 5MHz 陷波器I 7MHz 淤波器465kHzL. 5KIIz濾波5S带通滤波器TTY ft6. SHltz440kHz滤波器(b)

7、陷澈器(c)鉴频器国产陶瓷谐振元件型号由5部分组成，其中第一部分表示元件的功能，例如L 表示滤波器，X表示陷波器，J表示鉴频器，Z表示谐振器；第二部分用字母T表 示材料为压电陶瓷；第三部分用字母W和下标数字表示外形尺寸，某些只用W或者 B表示；第四部分用数字和字母M或K表示标称频率。陶瓷滤波器：陶瓷滤波器是利用压电陶瓷的压电效应制成的带通滤波器。广 泛应用于电视机、录像机、收音机等各种电子产品中作选频元件。它具有性能稳 定、无需调整、价格低等优点，取代了传统的LC滤波网络。陶瓷滤波器分双端陶 瓷滤波器和三端陶瓷滤波器。主要参数：最大输出频率：是通带中幅度衰减损耗最小的频率。中心频率：是上下限频

8、率的几何平均值（n个数乘积开n次方根的值）。 通带宽度：上下限频率之差。此外还有输入阻抗、输出阻抗、通带插入损耗、通带波动等等。R1 -WV-C1陶瓷陷波器又名带阻滤波器。用途是阻值或滤除信号中有害分量对电路的影响。陶瓷鉴频器陶瓷鉴频器是具有移相鉴频特性的陶瓷滤波元件，主要用在电视机的伴音中频 放大或解调电路中以及FM调频收音机的鉴频电路中。它有平衡型和微分型两种类 型，前者用于同步鉴相器作平衡式鉴频解调，后者用于查分峰值鉴频器作差动微分 式鉴频解调。陶瓷谐振原件的检测不在路检测：陶瓷谐振元件内部各引脚间均不相连，无论是三端器件还是二端 器件，其引脚间的阻值应是无穷大。在路检测：用万用表的R档

9、10K位，测陶瓷滤波器任意两引脚间的阻值，由于 其他电路的影响，阻值可能不为无穷大，调换表笔再测一下阻值，如果阻值两次测 量都为零，可能元件已短路。反之说明元件没有短路。声表面波滤波器在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜，然后经光刻，在两端各形 成一对叉指形电极。当在发射换能器上加上信号电压后，就在输入叉指电极间形成 一个电场使压电材料发生机械振动（即超声波）以超声波的形式向左右两边传播， 向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。在接收端，由接收换能器将机械振动再转化 为电信号，并由叉指形电极输出。其结构示意图如下。X炭送换傩器吸声材料接收换能器載负HI黑材料Ta压皑补底改变叉指换能器的几何

10、尺寸就可以控制声表面波滤波器的中心频率、频带宽度 和幅频特性。在选用和使用中要注意。声表面波滤波器的检测不在路检测：从结构图中可以看出，它的各个引脚互不相连，所以各引脚间的 电阻值应为无穷大。实际使用中，有些声表面波滤波器有屏蔽脚，并和某极相连 接，此时，应测一下屏蔽脚和某极间电阻值，此值应当为0.在路检测：用万用表的红黑表笔调换进行两次测量不同引脚之间的阻值，考虑 到外围电路的存在，所以此值不可能为无穷大，但只要两次测量有很大值，就说明 元件没有短路。霍尔元件霍尔效应：通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场 垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。霍尔元件是应用霍尔效

11、应的半导体。一般用于电机中测定转子转速，如录象机 的磁鼓，电脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种 多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。(a)外形 电路图形符号(c)T作原理优点：它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率 高(可达1MHZ)，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。主要参数霍尔系数(又称霍尔常数)RH：在磁场不太强时，霍尔电势差UH与激励电流 I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍尔片的厚度6成反比，即UH =RH*1*B/6， 式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。另RH和*p即霍尔常数等于 霍尔片材料的电阻率p与电子迁移率U的乘积。霍尔灵敏度KH (又称霍尔乘积灵敏度)：霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与 霍尔片的厚度6成反比，即KH=RH/6，它通常可以表征霍尔常数。型号外形尺寸(mm)电阻率p (1 cm)输入 电阻R,(Q)输出电阻(0)灵敏度Kh mV f(mA r n控制 电流 (mA)工作 温度 t(rHZ-18X4X0.20+87 21101001220一 40 45HZ-48X4X0. 20. 47.54540450一 40 45HT-16X3X0.20. 003 0. 010. 851. 8250040HS-18X4X0.20. 01L211200一40 0