CN108847824B - 一种用于产生正弦波信号的方法及基于该方法的压电器件和正弦波发生器 - Google Patents

一种用于产生正弦波信号的方法及基于该方法的压电器件和正弦波发生器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子技术领域，具体为一种用于产生正弦波信号的方法及基于该方法的压电器件和正弦波发生器，该方法利用压电材料的特性，输入交变电压信号到压电材料上，使其发生机械变形振动，基于机械变形振动的特性，因机械变形振动产生的信号只能为正弦波信号，将机械变形振动产生的信号从压电材料上导出即可获得正弦波信号，基于该方法的压电器件包括由压电材料制成的基片，基片上表面两侧分别形成有输入电极和输出电极，基片下表面形成有输入输出共用电极，输入输出共用电极位于输入电极正下方，输入电极、输出电极、输入输出共用电极外表面均镀敷银层；本发明方法简单，能够产生纯正的正弦波信号，基于该方法的器件结构简单且制作成本低。

Description

一种用于产生正弦波信号的方法及基于该方法的压电器件和 正弦波发生器
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体为一种用于产生正弦波信号的方法及基于该方法的压电器件和正弦波发生器。
背景技术
目前在电子应用领域要获得纯正正弦波比较困难，通常是通过模拟电路来产生正弦波，为了获得单一频率的正弦波输出，通常匹配有选频电路，选频电路往往和正反馈电路或放大电路合而为一。选频电路一般由电阻和电容(或者电感和电容)等电抗性元件组成。由于半导体器件的非线性，必然产生非线性失真，所以模拟电路很难产生纯正的正弦波，若要获得高纯度的正弦波其生成电路造价高昂。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种产生正弦波信号的方法，基于该方法制成的用于产生正弦波信号的压电器件以及正弦波信号发生器。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种产生正弦波信号的方法，利用压电材料的特性，输入交变电压信号到压电材料上，使其发生机械变形振动，基于机械变形振动的特性，因机械变形振动产生的信号只能为正弦波信号，将机械变形振动产生的信号从压电材料上导出即可获得正弦波信号。
基于上述方法，制作一种压电器件及正弦波信号发生器，具体如下：
一种压电器件，包括由压电材料制成的基片，所述基片上表面两侧分别形成有输入电极和输出电极，所述基片下表面形成有输入输出共用电极，所述输入输出共用电极位于输入电极正下方，所述输入电极、输出电极、输入输出共用电极外表面均镀敷银层。
作为优选，所述压电材料为无机压电材料或者有机压电材料。
作为优选，所述无机压电材料为压电晶体或者压电陶瓷。
一种正弦波信号发生器，包括上述压电器件和任意波形发生器，所述压电器件的输入电极和输入输出共用电极作为信号输入端，所述压电器件的输入输出共用电极和输出电极作为信号输出端，任意波形发生器的输出端输出交变电压信号且与信号输入端连接，所述信号输出端输出正弦波电压信号且正弦波电压信号频率与信号交变电压信号频率相同。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：本发明基于压电效应，制作了一种特殊结构的压电器件，该器件结构简单，制作成本低，能够用于产生纯正的正弦波信号，利用该器件制作的正弦波信号发生器同样结构简单，易于实现。
附图说明
图1是本发明所述用于产生正弦波信号的压电器件的结构示意图；
图2是本发明所述正弦波信号发生器的结构示意图；
附图标记：1.输入电极、2.输入输出电极、3.输出电极、4.基片。
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
纯正的正弦波一般由机械振动或机械旋转产生。而压电材料的特性是当在电极间施加交变电场时，发生机械振动，在电极上施加交变电压，就会使基片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应；当在电极上施加力时电极两端则产生电压，即产生压电效应。因此，基于压电材料的特性，输入交变电压信号到压电材料上，使其发生机械变形振动，基于机械变形振动的特性，因机械变形振动产生的信号只能为正弦波信号，将机械变形振动产生的信号从压电材料上导出即可获得正弦波信号。利用此方法产生正弦波信号，简单可行，稳定好，而且能够产生纯正的正弦波信号。
基于上述方法，开发一种能够用于产生正弦波信号的压电器件。
如图1所示，一种压电器件，包括由压电材料制成的基片4，基片4上表面两侧分别形成有输入电极1和输出电极3，基片下表面形成有输入输出共用电极2，输入输出共用电极2位于输入电极1正下方，输入电极1、输出电极3、输入输出共用电极2外表面均镀敷银层。
其中：压电材料可以选用常用的无机压电材料(例如压电晶体、压电陶瓷等)或者有机压电材料，输入电极1、输入输出共用电极2、输出电极3通过极化工艺形成于基片上。
该压电器件的工作原理为：输入电极1和输入输出共用电极2作为压电器件的信号输入端，输入输出共用电极2和输出电极3作为压电器件的信号输出端，当在信号输入端输入交变电压信号(交变电压信号可以由任意波形发生器产生)，引起基片产生机械变形振动，机械变形振动则会使得信号输出端产生正弦波电压信号且正弦波电压信号频率与信号交变电压信号频率相同，这是因为信号输出端的电压信号是由机械变形振动产生的，其波形由机械变形振动波形决定，因机械振动只可以产生正弦波，因此信号输出端输出的正弦波信号为纯正的正弦波信号。
从上述描述可以看出：本发明基于压电效应和逆压电效应，制作了一种特殊结构的压电器件，该器件结构简单，制作成本低，能够用于产生纯正的正弦波信号。
因此可以设计一种正弦波信号发生器，如图2所示，一种正弦波信号发生器，包括上述压电器件和任意波形发生器，压电器件的输入电极1和输入输出共用电极2作为信号输入端，压电器件的输入输出共用电极2和输出电极3作为信号输出端，任意波形发生器的输出端输出交变电压信号且与信号输入端连接，信号输出端输出正弦波电压信号且正弦波电压信号频率与信号交变电压信号频率相同。
综上所述，本发明具有以下优点：本发明基于压电效应和逆压电效应，制作了一种特殊结构的压电器件，该器件结构简单，制作成本低，能够用于产生纯正的正弦波信号，利用该器件制作的正弦波信号发生器同样结构简单，易于实现。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种正弦波信号发生器，其特征在于：包括压电器件和任意波形发生器；
所述压电器件包括由压电材料制成的基片，所述基片上表面两侧分别形成有输入电极和输出电极，所述基片下表面形成有输入输出共用电极，所述输入输出共用电极位于输入电极正下方，所述输入电极、输出电极、输入输出共用电极外表面均镀敷银层，所述输入电极、输入输出共用电极、输出电极通过极化工艺形成于基片上；
所述压电器件的输入电极和输入输出共用电极作为信号输入端，所述压电器件的输入输出共用电极和输出电极作为信号输出端，任意波形发生器的输出端输出交变电压信号且与信号输入端连接，所述信号输出端输出正弦波电压信号且正弦波电压信号频率与信号交变电压信号频率相同。
2.根据权利要求1所述的正弦波信号发生器，其特征在于：所述压电材料为无机压电材料或者有机压电材料。
3.根据权利要求2所述的正弦波信号发生器，其特征在于：所述无机压电材料为压电晶体或者压电陶瓷。
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Granted publication date: 20230314

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Wuxi science and Technology Branch

Pledgor: WUXI JINZER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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