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题名微型石英音叉品质因数研究
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作者
陶亦缕
邵东方
方飞浒
王毅
梁金星
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
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出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第4期757-761,共5页
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文摘
随着可穿戴设备与高密度集成电路的微型化演进,32.768 kHz石英音叉谐振器作为电子系统的“心脏”,在微型化进程中面临着品质因数急剧衰减的问题。基于Itoh热弹性阻尼理论与Hao支撑阻尼模型的尺寸依赖性关系,探究了两种微型音叉结构的品质因数与特征尺寸之间的关联机制。通过多物理场耦合仿真,揭示了两种音叉结构热弹性阻尼和支撑阻尼的变化规律。仿真结果表明,支撑阻尼对真空中品质因数的影响小于2%,几乎可以忽略不计。因此,基于对热弹性阻尼的仿真数据构建了真空中品质因数的经验性公式。采用石英微加工工艺和真空封装技术,成功制备了5种不同叉指宽度的石英音叉谐振器。结果表明,品质因数的实验测量值与经验性公式之间的平均误差小于3%,二者之间的决定系数为0.9701,证明了经验性公式的有效性,进一步验证了理论模型对于两种微型音叉结构的普适性,为微型音叉的品质因数设计提供了参考。
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关键词
微型化
石英音叉
品质因数
热弹性阻尼
支撑阻尼
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Keywords
miniaturized
quartz turning fork
quality factor
thermoelastic damping
support damping
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分类号
TN37
[电子电信—物理电子学]
TN752.2
[电子电信—电路与系统]
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