CN1377134A - 压电晶体谐振器和包含该谐振器的fm检测电路 - Google Patents

压电晶体谐振器和包含该谐振器的fm检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN1377134A
CN1377134A CN02107590A CN02107590A CN1377134A CN 1377134 A CN1377134 A CN 1377134A CN 02107590 A CN02107590 A CN 02107590A CN 02107590 A CN02107590 A CN 02107590A CN 1377134 A CN1377134 A CN 1377134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
coefficient
piezoelectric resonator
temperature range
under
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN02107590A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1167194C (zh
Inventor
池田吉宏
沢井久仁雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN1377134A publication Critical patent/CN1377134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1167194C publication Critical patent/CN1167194C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/02—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
    • H03D3/06—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal by combining signals additively or in product demodulators
    • H03D3/16—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal by combining signals additively or in product demodulators by means of electromechanical resonators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

在压电晶体谐振器中,压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、抗谐振频率的温度系数FaTC,以及中心频率温度系数的目标值α满足如下关系式:|(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)|≤α其中K=根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数;εTC=A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围);Δf/fo=(参考温度下的Fa－参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo);FrTC=A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围);FaTC=A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的Fa×测量的温度范围);以及对于正温度系数A为系数+1,对于负温度系数A为系数－1。

Description

压电晶体谐振器和包含该谐振器的FM检测电路
技术领域
本发明涉及压电晶体谐振器和包含这种压电晶体谐振器的FM检测电路。
背景技术
FM检测电路的移项器传统上用于鉴别器中，通过检测电压的变化检测FM波的频率变化。通常，为了得到较宽的解调输出带宽，将产生低Q值和宽的带宽ΔF(＝Fa-Fr)的压电材料用于鉴别器。然而，各种压电材料的温度系数关系已经不适合，导致最终产品的温度系数(foTC)相当大。因此，包含鉴别器的装置的可靠工作温度范围要比包含陶瓷滤波器的鉴别器窄，这就阻碍了鉴别器在各种装置中的应用。
最终产品中的鉴别器温度系数(foTC)为25ppm/℃量级，这相当于在100℃温度范围内约为28kHz的频率变化和在150℃温度范围内约为40kHz的频率变化。另外，在以前适用的鉴别器中，在20℃以上的温度下，频率变化倾向于更大些。因此，可靠的工作温度范围上限通常被设定为60℃，以便满足对foTC的通常要求，通常要求假定产生±300kHz的变化。
为了克服上述问题，公开号为63-283215的日本待审专利公开了一种装置，其中使电容器与鉴别器(压电晶体谐振器)串联，鉴别器电容的温度系数和电容器电容的温度系数满足一个预定的关系，使得鉴别器中与温度变化有关的频率相关特性的变化被电容器的温度特性抵消，从而减少频移。
另外，日本登记的实用新型2501521公开了一种桥式电路，其中电阻器分别连接到该电路的三端，鉴别器(压电晶体谐振器)连接到其余一端，其中，把温度特性与鉴别器相当的电容器与一个电阻器并联。
然而，每一种建议都需要在鉴别器之外使用电容器，因此需要控制电容器的温度特性，这样增加了不确定性。这样，难以提供满足要求之温度特性的FM检测电路。
发明内容
为克服上述问题，本发明的最佳实施例提供一种压电晶体谐振器和包含这种压电晶体谐振器的FM检测电路，其中各种压电材料的温度系数被优化，以使最终产品具有稳定的温度特性，并显著增大的可靠工作温度范围。
按照本发明的最佳实施例，提供一种压电晶体谐振器，其中压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、抗谐振频率的温度系数FaTC，以及中心频率温度系数的目标值α满足如下关系式：
|(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)|≤α         ......(1)其中K＝按Fr与Fa之间的中点阻抗确定的系数；εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的Fa×测量的温度范围)；以及对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
按照这一最佳实施例，因为压电材料选择为使电容器的温度系数和抗谐振频率的温度系数彼此抵消，所以，使得与温度变化相关的中心频率fo的变化量大大减小，即中心频率的温度系数FoTC被减小。这样，压电晶体谐振器具有较宽的可靠工作温度范围，这样使得包含这种压电晶体谐振器的装置具有较宽的可靠工作温度范围。另外，因为不需要单独连接电容器，用以改善温度特性，所以使结构大大简化，并获得所希望的温度特性。
在用封装树脂密封的压电晶体谐振器中，除了压电晶体谐振器的温度系数之外，还考虑与封装树脂应力有关的中心频率温度系数RfoTC，以便满足如下的关系式：
|(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)+RfoTC|≤α    ......(2)
因此，消除了封装树脂的温度系数的影响，以便在使用封装树脂密封的压电晶体谐振器中实现稳定的温度特性。
本发明的另一个最佳实施例提供一种计算压电晶体谐振器温度系数的方法，其中，由压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC按下面的近似表达式计算中心频率的温度系数foTC。
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)           ......(3)其中K＝根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数；εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的Fa×测量的温度范围)；以及对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
在用封装树脂密封的压电晶体谐振器中，除了压电晶体谐振器的温度系数之外，还考虑封装树脂的应力的中心频率的温度系数RfoTC，以便根据如下表达式计算所述中心频率的温度系数foTC：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)+RfoTC    ......(4)
因此，通过压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC能够容易地计算出压电晶体谐振器的温度系数foTC，这样简化了电路设计。
中心频率温度系数的目标值α最好是18ppm/℃。具体地说，假设中心频率fo＝10.7MHz，如果最终产品中压电晶体谐振器的中心频率温度特性foTC在±18ppm/℃范围内，这相当于在150℃温度范围内产生大约±29kHz的频率变化，例如-40℃至105℃的工作温度范围是可靠的。即与可靠工作温度范围的上限为60℃的现有技术比较，本发明将上限提高到105℃。
根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数K例如为0.225。在将中心频率fo设定成阻抗为1kΩ的压电晶体谐振器中，利用K＝0.225，中心频率的温度系数foTC与谐振频率的温度系数FrTC和抗谐振频率的温度系数FaTC的平均值之间的差基本上与电容量的温度特性εTC和带宽比的乘积成比例，这样就能精确地计算中心频率的温度系数foTC。
本发明的另一个最佳实施例提供一种包含桥式电路的FM检测电路，它具有与所述桥式电路的三端相连的电阻，并将上述压电晶体谐振器连接到剩余一端，其中，在所述桥式电路的一对相反结点间输入FM中频信号，并在另一对相反结点间得到输出。
因此，中心频率的温度特性fo稳定，这样能够提高FM检测电路的可靠工作温度范围。
附图说明
通过下面参照附图对本发明最佳实施例的详细描述，将使本发明的其他特征、特性和优点将变得更为清楚。
图1是说明本发明原理的频率阻抗特性图；
图2是导出根据本发明的表达式的特性图；
图3是本发明第一最佳实施例压电晶体谐振器的分解透视图；
图4A和4B分别是以桥式电路形式实现的移相器电路图和相位特性图；
图5是表示图3所示压电晶体谐振器的阻抗特性和相位特性图线；
图6是现有技术压电晶体谐振器的阻抗特性和相位特性图线；
图7A和7B分别是按照所述实施例的压电晶体谐振器和现有技术的压电晶体谐振器的温度特性图线；
图8A和8B分别是根据第二最佳实施例压电晶体谐振器的正向截面和侧向截面视图。
具体实施方式
下面描述如何实现本发明。
通常，在压电陶瓷材料中，终端之间电容的温度系数εTC是正值，即随着温度的提高电容增大。具体地说，随着温度的升高，由于电容的温度特性，使压电晶体谐振器的阻抗减小，从而中心频率fo移向高频端(用fo′表示)，如图1中的虚线所示。在本例中，将中心频率fo设定在阻抗为1kΩ的地方。另一方面，谐振频率的温度系数FrTC和抗谐振频率的温度系数FaTC为负值。因此，当温度升高时，频率FrTC和FaTC降低，如图1中的点划线所示，从而中心频率fo移向低频端(用fo″表示)。由于这些漂移彼此抵消，所以，使与温度变化相关的中心频率fo的变化量大大降低，这样大大改善中心频率fo的温度系数foTC。
因此，发明人测量了电容的温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC，以及各种压电晶体材料的中心频率的温度系数foTC，发现了它们之间的特定关系。
具体地说，发明人发现中心频率的温度系数foTC与谐振频率的温度系数FrTC和抗谐振频率的温度系数FaTC的平均值之间的差与电容量的温度系数εTC和带宽比Δf/fo的乘积成比例。也就是说，由谐振频率的温度系数FrTC、抗谐振频率的温度系数FaTC、电容的温度系数εTC和带宽比Δf/fo能够近似计算中心频率的温度系数foTC。
于是，通过根据所述的比例关系确定电容的温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC，可使最终产品的温度系数foTC保持在中心频率的温度系数foTC的目标值α范围内。
表1分别示出使用五种类型的PZT压电晶体材料A至E的厚度剪切变化模式的压电晶体谐振器的温度系数和带宽比。每种压电晶体谐振器的中心频率fo出现在阻抗为1kΩ的地方(fo＝10.7MHz)。
                          表1
    材料特性     A     B     C     D     E
 foTC(ppm/℃)FrTC(ppm/℃)FaTC(ppm/℃)εTC(ppm/℃)Δf/fo     -27-116-7936600.087     -5.3-93.1-23.424310.097     11-38-520400.064     16-56-1123800.093     20-54-622100.101
表1中的A表示使用现成的用于鉴别器的压电晶体材料的压电晶体谐振器，B至E表示为该试验制备的新的压电晶体谐振器。
表2示出样品A至E中每一种的电容温度系数εTC和带宽比Δf/fo的乘积及中心频率的温度系数foTC与谐振频率的温度系数FrTC和抗谐振频率的温度系数FaTC的平均值之间的差，这些数据是利用表1中的温度系数和带宽比得出的。
                            表2
  A     B     C     D     E
 εTC×Δf/fofoTC-(FrTC+FaTC)/2   318.4270.5     235.80752.95     130.5632.5     221.3449.5     223.2150
图2用示出表2中的样品A至E中的每一种，水平轴表示电容温度系数εTC与带宽比Δf/fo的乘积，纵轴表示中心频率的温度系数foTC与谐振频率的温度系数FrTC和抗谐振频率的温度系数FaTC的平均值之间的差。
如图2所示，所有样品A至E的数值在同一条直线y＝0.225x上。也就是说，中心频率的温度系数foTC近似表示如下：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+0.225×εTC×(Δf/fo)
通过确定电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC，使它们满足下面的关系式，对于中心频率的温度系数目标值α而言，可以实现压电晶体稳定的温度特性。
|(FrTC+FaTC)/2+0.225×εTC×(Δf/fo)|≤α
表达式(3)和(1)是上述表达式的一般形式。
在上述例子中，使用系数k＝0.225，因为压电晶体谐振器的中心频率fo出现在阻抗为1kΩ的地方。然而，随着压电晶体谐振器中心频率fo出现在不同阻抗值处，系数k的值不同。
在包含桥式电路的FM检测电路中，根据检测IC内的电阻R1、R2和R3的阻抗，确定与中心频率fo相关的阻抗。因此，与中心频率fo相关的阻抗随IC(的R)不同。然而，因为FM检测电路的多数IC的R大约为1kΩ(差别约为200至300Ω)，对于阻抗稳定在z＝1kΩ时所产生的频率，大多数IC能够获得优良的温度特性。
表3示出根据上述表达式计算的温度系数foTC与实际测量的温度系数foTC的比较。
如表3所示，计算的值与测量值近似，这证明本发明表达式(1)和(3)的精确性。此外，与用现成材料制得的压电晶体谐振器A比较，用新制备的材料制成的压电晶体谐振器B至E表现出优良的温度特性，尤其是压电晶体谐振器B至D。
                         表3
    A     B     C     D     E
 foTC(计算值)foTC(测量值)     -26-27     -5-5     811     1616     2020
图3示出作为芯片型鉴别器D形式实现的本发明第一最佳实施例的压电晶体谐振器，。
鉴别器D包括：绝缘基板1；由比如玻璃胶制成的框形绝缘层5，它设置在所述基板1上面；压电元件6，通过导电胶4固定并与设在基板1上的电极2和3连接；阻尼元件7和8，由比如硅酮橡胶制成，涂在压电元件6的上表面和两侧表面；金属盖9，通过粘合剂(未示出)固定到基板1的绝缘层5上，并封闭压电元件6。
压电元件6是能量阱厚度剪切变化模式的元件，它包括条形压电基板6a。在压电基板6a的上表面和下表面，在中心区域彼此相对地设置电极6b和6c。电极6b和6c通过压电基板6a的相应端的边缘延伸到相对的主面。压电基板6a的材料是PZT材料。
图4A示出FM检测电路所用移相器电路的一个例子。所述移相器电路由桥式平衡电路构成，包括与三端相连的三个电阻R1、R2和R3和连接到剩余一端的鉴别器D。电阻R1、R2和R3中每一个的阻值均为1kΩ，鉴别器D的中心频率fo出现在阻值为1kΩ的频率处。在本最佳实施例中，中心频率fo大约为10.7MHz。
图4B示出输出电压Eo的相位变化。如图4B所示，在中心频率fo处，输出电压Eo相对于相应的输入电压Ei偏移90°。
形成压电元件6的PZT材料的特性如下：
谐振频率的温度系数FrTC＝-90ppm/℃；
抗谐振频率的温度系数FaTC＝-25ppm/℃；
电容温度系数εTC＝+2430ppm/℃；
带宽比Δf/fo＝10％。
根据下面的公式确定FrTC、FaTC、εTC和Δf/fo，这些公式是以建立在-20℃至+85℃温度范围内的测量基础上的，参考温度为+20℃：
FrTC＝A×(所述测量温度范围内Fr的变化量)/(所述参考温度下的Fr×测量的温度范围)；
FaTC＝A×(所述测量温度范围内Fa的变化量)/(所述参考温度下的Fa×测量的温度范围)；以及
εTC＝A×(所述测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；
Δf/fo＝(所述参考温度下的Fa-所述参考温度下的Fr)/(所述参考温度下的fo)；
其中系数A对于正温度系数为+1，对于负温度系数为-1。
把所述特性值代入表达式(3)，中心频率的温度系数foTC计算如下：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+k×εTC×(Δf/fo)
     ＝(-90-25)/2+k×2430×0.1
在中心频率fo出现在阻值为1kΩ的压电晶体谐振器中，k＝0.225，因此foTC＝-2.83ppm/℃。
由于中心频率的温度系数目标值α设定为α＝18ppm/℃，所以|foTC|＝2.83ppm/℃充分小于目标值α，而且表达式(1)被满足。测得最终的FM检测用芯片型鉴别器(如图3所示)的温度系数foTC大约为-3ppm/℃，从而表现出良好的温度特性。
图5示出根据图3所示最佳实施例的芯片型鉴别器D在-30℃、20℃和85℃时的阻值特性和相位特性。
图6示出根据现有技术的芯片型鉴别器在-30℃、20℃和85℃时的阻值特性和相位特性，如公开号为61-136630的日本待审实用新型专利申请中所公开的已知层状结构的芯片型压电晶体谐振器，而且压电元件的振荡模式为厚度纵向振荡模式。
如图6所示，在根据现有技术的芯片型鉴别器中，随着温度变化，阻值z＝1kΩ处的频率变化。这就是导致foTC数值增大的一个因素。相反，在根据所述最佳实施例的芯片型鉴别器中，阻值z＝1kΩ处的频率基本上保持不变，与温度变化无关，如图5所示。
图7A示出根据图5所示最佳实施例的芯片型鉴别器的温度特性，图7B示出根据图6所示现有技术的芯片型鉴别器的温度特性。
有如在图7A和7B中所清楚地看到的那样，在现有技术的芯片型鉴别器中，随着温度的升高，中心频率fo显著地变化，而在所述最佳实施例的芯片型鉴别器中，即使当温度升高到105℃时，中心频率fo也基本上保持不变，因此表现出良好的温度特性。
图8示出本发明第二最佳实施例的压电晶体谐振器。
用树脂密封所述压电晶体谐振器，并加铅，与第一最佳实施例类似，第二最佳实施例的压电晶体谐振器用作FM检测用的鉴别器。
所述压电晶体谐振器包括条形厚度剪切振动模式的压电元件10，其中心频率fo＝10.7MHz。在压电元件10的上表面和下表面的中心部分设有振动电极10a和10b，在压电元件10的两端设有接线端电极10c和10d。铅接线端子11和12通过焊锡13被装到接线端电极10c和10d上。一个铅端子11从压电元件10的下表面向后弯折到上表面。压电元件10的振动电极10a和10b的周边覆盖有硅酮橡胶制成的弹性元件14，压电元件10的整个周边覆盖有环氧树脂构成的封装树脂15。而且，封装树脂15的周边覆盖有由透明环氧树脂构成的表面树脂16。
构成压电元件10的PZT材料的特性如下：
谐振频率的温度系数FrTC＝-90ppm/℃；
抗谐振频率的温度系数FaTC＝-25ppm/℃；
电容温度系数εTC＝+2430ppm/℃；
带宽比Δf/fo＝10％。
另外，试验表明，与封装树脂14、15和16的压缩应力相关，中心频率的温度系数RfoTC约为+15ppm/℃。
与第一最佳实施例类似地计算FrTC、FaTC、εTC和Δf/fo。
把所述特性值代入表达式(4)，中心频率的温度系数foTC计算如下：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+0.225×εTC×(Δf/fo)+RfoTC
     ＝(-90-25)/2+k×2430×0.1+15
     ＝12.17ppm/℃
由于中心频率的温度系数目标值α为α＝18ppm/℃，所以|foTC|＝12.17ppm/℃充分小于目标值α。测量最终的FM检测电路所用的芯片型鉴别器(如图8所示)的温度系数foTC约为+12ppm/℃，因而与上述表达式非常一致。
因此，使用上述材料制成的鉴别器表现出良好的温度特性。
虽然结合包含本发明之压电晶体谐振器的FM检测电路所用的鉴别器描述了最佳实施例，但是本发明并不限于这些，而且可将它用于利用Fr和Fa中点的压电谐振器，例如利用Fr和Fa中点作为振荡点的振荡器。
另外，本发明压电晶体谐振器的密封结构并不限于使用如图3所示的盖密封或使用如图8A和8B所示的树脂密封，也可以使用类似于现有技术的层状结构。在这种情况下，因为不使用封装树脂，按照表达式(3)计算中心频率的温度系数foTC。
再有，本发明压电晶体谐振器的振动模式也不限于厚度剪切振动模式，而是也可以是比如厚度纵向振动模式。
虽然上面描述了本发明的最佳实施例，但是应该理解，显然本领域的普通技术人员可以进行各种变化和改型，而不脱离本发明的范围和精神。因此，本发明的范围完全由后面的权利要求书确定。

Claims (22)

1.一种压电晶体谐振器，由压电材料制成，其特征在于，所述压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、抗谐振频率的温度系数FaTC，以及中心频率温度系数的目标值α满足如下关系式：
|(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)|≤α
其中
K＝根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数；
εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；
Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；
FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；
FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的的Fa×测量的温度范围)；以及
对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
2.根据权利要求1所述的压电晶体谐振器，其特征在于，α＝18ppm/℃。
3.根据权利要求1所述的压电晶体谐振器，其特征在于，K＝0.225。
4.一种FM检测电路，由桥式电路构成，所述桥式电路包括与其中三端的连接电阻和与剩余一端连接的权利要求1所述的压电晶体谐振器，其特征在于，在所述桥式电路的两对相反结点中的一对间输入FM中频信号，并在所述两对相反结点中的另一对相反结点间得到输出。
5.根据权利要求1所述的压电晶体谐振器，其特征在于，还包括条形厚度剪切振动模式的压电元件。
6.根据权利要求1所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述压电晶体谐振器构成芯片型鉴别器。
7.根据权利要求6所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述芯片型鉴别器包括：绝缘基板、设在绝缘基板上面的框形绝缘层、设在绝缘基板上的电极、通过导电胶固定到电极上的压电元件、设在压电元件上的阻尼元件，以及通过框形绝缘层固定到绝缘基板上的金属盖。
8.根据权利要求7所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述框形绝缘层由玻璃胶制成。
9.根据权利要求7所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述阻尼元件由硅酮橡胶制成。
10.一种压电晶体谐振器，由压电材料制成，并使用封装树脂密封，其中压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、抗谐振频率的温度系数FaTC、与封装树脂的应力有关的中心频率温度系数RfoTC，以及中心频率的温度系数的目标值α满足如下关系式：
|(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)+RfoTC|≤α.
其中
K＝根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数；
εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度的下电容×测量的温度范围)；
Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；
FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；
FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的的Fa×测量的温度范围)；以及
对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
11.根据权利要求10所述的压电晶体谐振器，其特征在于，α＝18ppm/℃。
12.根据权利要求10所述的压电晶体谐振器，其特征在于，K＝0.225。
13.一种FM检测电路，由桥式电路构成，具有与所述电路的三端相连的电阻，剩余的一端连接有如权利要求10所述的压电晶体谐振器，其特征在于，在所述桥式电路的两对相反结点中的一对间输入FM中频信号，在两对相反结点中的另一对相反结点间得到输出。
14.根据权利要求10所述的压电晶体谐振器，其特征在于，还包括条形厚度剪切振动模式的压电元件。
15.根据权利要求10所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述压电晶体谐振器构成芯片型鉴别器。
16.根据权利要求15所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述芯片型鉴别器包括：绝缘基板、设在绝缘基板上面的框形绝缘层、设在绝缘基板上的电极、通过导电胶固定到电极上的压电元件、设在压电元件上的阻尼元件，以及固定到绝缘基板上的金属盖。
17.根据权利要求16所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述框形绝缘层由玻璃胶制成。
18.根据权利要求16所述的压电晶体谐振器，其特征在于，所述阻尼元件由硅酮橡胶制成。
19.一种计算压电晶体谐振器的温度系数的方法，其特征在于，根据如下的近似表达式，由压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC计算中心频率的温度系数foTC：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)
其中：
K＝根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数；
εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；
Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；
FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；
FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的的Fa×测量的温度范围)；以及
对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
20.根据权利要求19所述的计算压电晶体谐振器的温度系数的方法，其特征在于，K＝0.225。
21.一种计算压电晶体谐振器的温度系数的方法，所述压电晶体谐振器用封装树脂密封，其特征在于，根据如下的近似表达式，由压电材料的电容温度系数εTC、带宽比Δf/fo、谐振频率的温度系数FrTC、和抗谐振频率的温度系数FaTC，以及与封装树脂的应力有关的中心频率的温度系数RfoTC计算中心频率的温度系数foTC：
foTC＝(FrTC+FaTC)/2+K×εTC×(Δf/fo)+RfoTC
其中
K＝根据Fr和Fa之间的中点阻抗确定的系数；
εTC＝A×(在测量温度范围内电容的变化量)/(参考温度下的电容×测量的温度范围)；
Δf/fo＝(参考温度下的Fa-参考温度下的Fr)/(参考温度下的fo)；
FrTC＝A×(在测量温度范围内Fr的变化量)/(参考温度下的Fr×测量的温度范围)；
FaTC＝A×(在测量温度范围内Fa的变化量)/(参考温度下的的Fa×测量的温度范围)；以及
对于正温度系数A为系数+1，对于负温度系数A为系数-1。
22.根据权利要求21所述的计算压电晶体谐振器的温度系数的方法，其特征在于，K＝0.225。
CNB021075905A 2001-03-27 2002-03-18 压电晶体谐振器和包含该谐振器的调频检测电路 Expired - Fee Related CN1167194C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP089064/2001 2001-03-27
JP2001089064A JP3661602B2 (ja) 2001-03-27 2001-03-27 圧電共振子の温度特性演算方法
JP2001089064 2001-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1377134A true CN1377134A (zh) 2002-10-30
CN1167194C CN1167194C (zh) 2004-09-15

Family

ID=18944054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021075905A Expired - Fee Related CN1167194C (zh) 2001-03-27 2002-03-18 压电晶体谐振器和包含该谐振器的调频检测电路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6717328B2 (zh)
JP (1) JP3661602B2 (zh)
KR (1) KR100500356B1 (zh)
CN (1) CN1167194C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7312554B2 (en) * 2004-04-02 2007-12-25 Adaptivenergy, Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US7290993B2 (en) * 2004-04-02 2007-11-06 Adaptivenergy Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US20050225201A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-13 Par Technologies, Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US7287965B2 (en) * 2004-04-02 2007-10-30 Adaptiv Energy Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US20070129681A1 (en) * 2005-11-01 2007-06-07 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuation of piston within dispensing chamber
CN103235200B (zh) * 2013-04-18 2015-06-17 上海理工大学 一种测量压电材料压电系数d15的动态谐振方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384229A (en) * 1980-02-14 1983-05-17 Nippon Electric Co., Ltd. Temperature compensated piezoelectric ceramic resonator unit
JPS59181585A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 Toshiba Corp 変位発生装置
JPH0666630B2 (ja) * 1984-09-06 1994-08-24 日本電気株式会社 エネルギー閉じ込め形振動子
JPS61136630A (ja) 1984-12-04 1986-06-24 Mitsubishi Electric Corp 鉄心片の焼鈍方法
JPS62261208A (ja) * 1986-05-07 1987-11-13 Fujitsu Ltd 電気機械式フイルタの位相回転量変動抑圧方法
JPS63283215A (ja) 1987-05-14 1988-11-21 Murata Mfg Co Ltd 圧電部品
JPH01189531A (ja) * 1988-01-23 1989-07-28 Tokin Corp 力検出装置
JP2501521Y2 (ja) 1989-08-10 1996-06-19 株式会社村田製作所 Ｆｍ復調回路
JPH0417579A (ja) * 1990-05-07 1992-01-22 Nissan Motor Co Ltd 超音波モータ用圧電素子
EP0469193A1 (en) * 1990-08-03 1992-02-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Temperature stabilized crystal oscillator
US5747857A (en) * 1991-03-13 1998-05-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor
JPH0738365A (ja) * 1993-07-26 1995-02-07 Murata Mfg Co Ltd エネルギー閉じ込め型共振子およびその製造方法
JPH0818369A (ja) * 1994-06-27 1996-01-19 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振部品の製造方法
JPH0918234A (ja) * 1995-04-27 1997-01-17 Seiko Epson Corp 温度補償圧電発振器
JP2002090197A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 粉体流量計測装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002290197A (ja) 2002-10-04
CN1167194C (zh) 2004-09-15
US20020185938A1 (en) 2002-12-12
KR100500356B1 (ko) 2005-07-11
US6717328B2 (en) 2004-04-06
KR20020075724A (ko) 2002-10-05
JP3661602B2 (ja) 2005-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1157594C (zh) 静电电容式应变传感器及其使用方法
CN1711680A (zh) 压电振动片和使用压电振动片的压电器件、使用压电器件的便携电话装置和使用压电器件的电子设备
CN1160852C (zh) 能陷型压电谐振器和能陷型压电谐振器元件
US20110181156A1 (en) Tuning-fork resonator with grooves on principal surfaces
CN1425899A (zh) 半导体动态量传感器
CN1780143A (zh) 表面声波装置以及电子设备
CN1930447A (zh) 角速度传感器用音叉型振荡器、使用此振荡器的角速度传感器、以及使用此角速度传感器的车辆
CN1167194C (zh) 压电晶体谐振器和包含该谐振器的调频检测电路
CN1610246A (zh) 电压控制可变电容器
CN1112749A (zh) 适于简易和精确地调整谐振频率的表面声波谐振装置
US7343802B2 (en) Dynamic-quantity sensor
CN1510834A (zh) 表面声波装置及其制造方法和电子设备
CN1914799A (zh) 音叉型振动片、压电振子、角速度传感器、以及电子设备
CN1778034A (zh) 温度补偿压电振荡器及包含其的电子装置
CN1100352C (zh) 压电谐振器和使用该谐振器的电子部件
CN1232029C (zh) Fm检波电路
CN1614886A (zh) 压电设备、天线双工器和制造压电谐振器的方法
CN1533030A (zh) 压电振动片、压电振子及压电器件
CN1103137C (zh) 压电谐振器和使用该压电谐振器的电子部件
CN1167370A (zh) 电子元件和梯形滤波器
CN1619316A (zh) 电流检测电路以及电流检测方法
CN1078772C (zh) 压电谐振器以及使用它的电子元件
CN1263218C (zh) 弹性表面波器件
CN1126249C (zh) 有源滤波器电路
CN1074870C (zh) 压电谐振器以及使用它的电子元件

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20040915

Termination date: 20140318