[发明专利]一种压电晶体仿真引擎

权利要求书

1.一种用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述压电晶体仿真引擎在建立了完整的晶体等效电路模型，并结合石英材料的晶体材料压电常数和弹性常数物理性质，以及其等效电路模型中各电学元件的参数的基础上，通过一个仿真过程解决石英晶体振荡器用于电路设计过程中的力学和电学的耦合问题，所述晶体等效电路模型包括两支并联的电路，一支为晶体两边电极的平板电容，另一支为相互串联的动态等效电感、动态等效电容和谐振电阻。

2.如权利要求1所述的用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述仿真过程分为两个阶段：简化晶体模型的电学模型仿真阶段和力电耦合模型仿真阶段。

3.如权利要求2所述的用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述简化晶体模型的电学模型仿真阶段包括利用晶体的等效电路模型，和电路中的其它器件一起建立仿真电路进行电学仿真的过程，这个阶段通过仿真电路的瞬态特性，可以得出振荡电路是否起振，以及振荡频率的初步确定。

4.如权利要求3所述的用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述力电耦合模型仿真阶段包括利用简化晶体模型的电学模型仿真阶段的结果作为一个初始估计值，进行力学和电学的耦合仿真，通过截取时域的周期稳态波形进行傅里叶分析，可以获得振荡电路的频谱。

5.如权利要求4所述的用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述简化晶体模型的电学模型仿真阶段的结果为振荡电路是否起振，以及振荡频率的初步确定。

6.如权利要求4所述的用于电路设计的压电晶体仿真引擎，其特征在于，所述力电耦合模型仿真阶段是指时空都进行网格划分后，将连续模型进行数值化并进行求解，即利用有限元的求解算法，数值求解模型，得出状态变量的新值，利用压电效应关系和电流电量关系以及电压场强关系求解电学模型，得出电学的状态变量，由此而解决石英晶体振荡器用于电路设计过程中的力学和电学的耦合问题。