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石英晶体，切角

压电材料，特别是石英晶振，具有将电能转换成机械能的性质，反之亦然。在技??术应用中，通过施加交变电场来利用这种效应，这将导致材料振动并随后发生机械共振。这种电气反应允许用作具有非常高的品质因数Q和低温度系数的电谐振器。

不同的石英晶体切割可以制成具有不同的性质。切口由围绕晶轴的两个旋转角度phi和theta定义。最常见的切割是单旋转AT切割（φ= 0°）和双旋转SC切割（φ= 22°）。两种情况下的θ角都在34°左右。其他双旋转切割如MSC-，IT-，FC-，LD-也适用于特殊应用。
石英谐振器

石英晶体谐振器的有源元件是一种机械振动板（“晶体元件”），由单晶石英切割而成，晶体轴线精确定向。谐振器在高真空下镀上铝，银或金电极，并用冷焊或电阻焊接工艺气密密封到合适的外壳中。元件的物理尺寸及其与轴的方向将决定共振频率，其初始精度，电气性能和温度系数。KVG晶振集团生产AT-和SC-Cut晶体（以及其他），这是使用最广泛的切割方式，可提供800kHz至300MHz的频率范围，并具有出色的频率温度特性。

晶体的频率与元件的厚度成反比。对于机械加工，对于在基模上工作的晶体，这导致约50MHz的上限频率。为了在基本模式下达到更高的频率，KVG还产生化学蚀刻的反向模糊晶体，其中谐振器的中心部分被蚀刻以具有低至10微米的厚度。
谐振器设计

许多不同的参数对最终的谐振器性能有影响。元件的厚度和直径，电极直径，电极材料以及支架，密封方法等。晶振元件可以制造成平面平面或轮廓（具有斜面，平凸或双凸）。轮廓是防止边缘效应所必需的。可以在晶体元件的一侧或两侧上制造曲率半径以将能量俘获在谐振器的中心。诱捕也可以通过批量加载进行。
基本模式和泛音模式

高频晶体在厚度剪切振动中振动，可以在基本或奇数谐波模式下激励。泛音晶体的运动电容C1n随着泛音的阶数n而减小，并且近似地由C n C n 1 11 >> 2给出。因此泛音晶体的CO / C1比率比在基本模式下工作的晶体大得多，并且牵引范围减小了大约n3倍。VCXO振荡器使用的晶体需要较宽的牵引范围，因此在基本模式下工作。
不需要的响应和不和谐（杂散模式）
所有晶体谐振器为每个泛音产生一个主要模式，该主要模式是厚度剪切振动以及不希望的响应，这是谐振频率以上的非谐波厚度剪切模式。除了常用的厚度剪切C-模式外，另一种称为B模式的厚度剪切模式存在。它具有比C模式更高的频率和更低的运动阻力，但温度系数更大。有时需要过滤该模式以使振荡器工作在C模式。其他不需要的模式是剪切，弯曲，厚度和扭曲振动，可能出现在所需的共振频率之上和之下。使用正确的振荡器设计，不需要的模式很少会引起问题接近谐振频率的不需要的模式会影响振荡器的启动行为，或在操作过程中导致转换到错误的频率。其他不希望的影响是由不需要的模式引起的温度频率和电阻骤降。通常将杂散模式指定为非谐波模式的谐振电阻与主模式电阻的比率。KVG晶振必须具有关于测试电路（例如，π网络或测量电桥）和杂散模式频率范围的详细信息。

等效电路

在谐振频率附近，晶体单元由图8中所示的两个电极表示。
CO：并联电容（电极，晶体支架，引线和外壳之间的电容）
C1：运动电容（表示机械弹性）
L1：运动电感（表示机械惯性）
R1：运动电阻（表示机械损耗）
图9显示了幅度和相位与石英晶振周围频率的响应。共振频率由下式给出：

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