DE2143103A1 - Elektromechanischer Resonator sowie Schaltungsanordnung und Verfahren zu seiner Erregung - Google Patents

Elektromechanischer Resonator sowie Schaltungsanordnung und Verfahren zu seiner Erregung

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Description

  • Elektromechanischer Resonator sowie Schaltungsanordnung und Verfahren zu seiner Erregung Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Resonator, eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zu seiner Erregung.
  • Es sind.Oszillatoren zur Abgabe einer genauen Frequenz in Form eines elektronischen Oszillators bekannt, dessen Frequenz durch einen Piezoresonator, weniger auch durch einen Magnetostriktions- oder Elektrostriktionsresotator, stabilisiert wird.
  • Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Resonanzfrequenz eines Resonators durch die mechanische Frequenz des-Resonators gegeben und vor allem durch die Ausschliffabmessungen beeinflußt wird.
  • Das Senden unter mechanischen und elektrischen Eigenschaften-des Resonators wird durch die e;lektromechani-sZche, meistens von den Piezoeigenschaften des Ausschliffes abhängige Kopplung vermittelt. Es ist ein Nachteil, daß man nicht ohne Verwendung komplizierter Einrichtungen an den Ausschliffen aus Kristallen oder Dielektrika, bei denen keine Piezo-, Magnetostriktions- oder Elektrostrlktionseigenschaften existieren, Schwingungen erregen kann. Man kann z. B. keine Biegungsschwingungen erregen an dem Quarzstäbchen mit der Länge in der Richtung der Achse Y und mit der Dicke in der Richtung der Achse X, weil in der Richtung der Achse Z kein Piezoeffekt existiert. Zugleich ist es bekannt, daß für die Konstruktion von Kristalloszillatoren für sehr niedrige Frequenzen eben der betreffende Typ am vorteilhaftesten ist. Solche Oszillatoren für sehr niedrige Frequenzen werden bisher so gebaut, daß zwei in der Richtung der Achse X umgekehrt polarisierte Oszillatoren verkittet werden. Diese Art der Fertigung ist mühsam und ermöglicht nicht, einen genügend hohen Gütefaktor Q und Frequenzstabilität zu erreichen. In anderen Fällen existiert bei jeweiligen Piezo-, Magnetostriktions- und Elektrostriktionsresonatoren als Einschränkung die Bedingung, daß der Resonator genügend große Piezo-, Magnetostriktions- und Elektrostriktionseigenschaften und zugleich eine kleine Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz aufweist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen.
  • Ein elektromechanischer Resonator ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem geformten-Funktionsteil besteht, das aus nicht- oder halbleitendem isotropen bzw. aus nicht- oder halbleitendem anisotropen Material gefertigt ist, das -seinerseits in irgendeiner oder in allen Richtungen keine Piezo-, Magnetostriktions- oder Elektrostriktionseigenschaften aufweist, daß das Funktionsteil vorzugsweise in Form eines Plättchens oder eines Stäbchens, wenigstens teilweise an der Oberfläche eine leitende Schicht, insbesondere einen leitenden Überzug hat, gegenüber der wenigstens eine Elektrode so positioniert ist, daß zwischen der leitenden Schicht und der Elektrode ein Vakuumspalt oder ein Spalt mit einfachem oder zusammengesetztem Dielektrikum gebildet ist, zu , der im Wechselspannungstakt mit irgendeiner der Eigenresonanzfrequenzen des Resonators variiert.
  • Schaltungsanordnungen zur Erregung des elektromechanischen Resonators sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß entweder alle Teile der leitenden Schicht und alle Elektroden verbunden und zwischen die verbundenen leitenden Schichten und die verbundenen Elektroden eine Wechselspannungsquelle geschaltet wird, oder daß die leitende Schicht und mindestens eine der Elektroden an eine Wechsel spannungsquelle mit gewünschter Frequenz und zugleich die leitende Schicht und mindestens eine der übrigen Elektroden an einen Resonanzindikator angeschlossen werden, oder daß die leitende Schicht und mindestens eine der Elektroden an den Eingang eines Verstärkers und zugleich die leitende Schicht und eine der übrigen Elektroden an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen werden.
  • Ein Verfahren zur Erregung von Schwingungen des erfindungsgemäßen Resonators ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche des Resonators, der gefertigt ist aus einem nicht- oder halbleitenden isotropen bzw. aus einem nicht- oder halbleitenden anisotropen Material, das in irgendeiner oder in allen Richtungen keine Piezo-, Magnetostriktions- oder Elektrostriktionseigenschaften ausweist, mit einer leitenden Schicht, z. B. mit einem leitenden Überzug, versehen wird, und daß zwischen einerseits eine gegenüber der leitenden Schicht so positionierte Elektrode, daß ein Vakuumspalt oder ein Spalt mit einfachem oder zusammengesetztem Dielektrikum entsteht, und andererseits die leitende Schicht eine Wechselspannung mit einer der Eigenresonanzfrequenzen des Resonators entsprechenden Frequenz angelegt wird, so daß die Größe des jeweiligen Spalts mit der Frequenz der Wechsel spannung variiert.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen elektromechanischen Resonators gegenüber den bisherigen Resonatoren, die Piezo-, Magnetostriktions und Elektrostriktionseigenschaften fester Materialien ausnutzen, besteht darin, daß man für die Fertigung des Resonators eine größere Auswahl Materialien hat und dabei die Schwingungen des Resonators einfach erregen kann. Man kann also auch Dielektrika und Halbleitender nehmen, die keine Piezo-, Magnetostriktions- und Elektrostriktionseigenschaften aufweisen oder bei denen diese Eigenschaften sehr schwach sind. Beim Resonatorentwurf kommen nur solche Materialien in Betracht, die für den gegebenen Fall zweckmäßig geformt werden können und die ohne Rucksicht auf weitere Eigenschaften den Bau des Resonators mit einem minimalen Temperaturkoeffizient für die Frequenz ermöglichen. Die-Erfindung gestattet, den Resonator auch auf einem Teil eines dielektrischen oder halbleitenden Plättchens herzustellen, das schon zu irgendeinem anderen Zweck Funktionsteil der elektronischen Schaltungsanordnung ist, in die der Resonator geschaltet werden soll.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, die einige Ausführungsbeispiele der Anordnung des elektromechanischen Resonators darstellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Zweipol-Schaltungsanordnung zur Erregung des elektromechanischen Resonators; Fig. 2 eine Vierpol-Schaltungsanordnung zur Erregung des elektromechanischen Resonators, Fig. 3 eine aktive Schaltungsanordnung zur Erregung des elektromechanischen Resonators; Fig. 4 den Grundriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Plättchens zur Erregung der Grunds chwingungen; Fig. 5 den Aufriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Plättchens zur Erregung der Grundschwingungen; Fig. 6 den elektromechanischen Resonator in der Form eines Plättchens zur Erzeugung von Längsschwingungen; Fig. 7 den elektromechanischen Resonator in der Form eines Plättchens zur Erregung von Drehschwingungen; Fig. 8 den elektromechanischen Resonator in der Form eines Stäbchens zur Erregung von Längsschwin gungen; Fig. 9 den Aufriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Stäbchens zur Erregung von Drehschwingungen; Fig. 10 den Grundriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Stäbchens zur Erregung von Drehschwingungen; Fig. ii den Aufriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Stäbchens zur Erregung yon Biegeschwingungen; Fig. 12 den Grundriß des elektromechanischen Resonators in der Form eines Stäbchens zur Erregung von Biegeschwingungen.
  • Ein Funktionsteil 1 des Resonators ist z. B. als ein Plättchen oder ein Stäbchen von beliebiger Form oder beliebigem Querschnitt aus nicht- oder halbleitendem isotropen oder anisotropen Material ausgeschnitten, ausgeschliffen, gepreßt, gegossen oder anderweitig geformt, vorzugsweise aus einem Material, welches bei gegebener Form des Funktionsteiles 1 einen kleinen Temperaturkoeffizienten der Eigenresonanzfrequenz als 1 : 10-5 aufweist. Die Oberfläche des Funktionsteiles 1 wird mit einer leitenden Schicht 2 versehen; z. B. so, daß auf die Oberfläche des Funktionsteils 1 durch Metallverdampfung im Vakuum oder durch Kathodenzerstäubung usw. eine Metallschicht von Ag, Al, Au, Ni und anderen Metallen aufgetragen wird. Weiter kann die leitende Schicht 2 aus einem nichtmetallischen Material, z. B. aus Kolloidkohlenstoff, durch Siebdruckverfahren oder mit einem Pinsel usw. aufgetragen werden.
  • Die leitende Schicht 2 kann funktionell durch ein Metalltarget oder -glied 5 ersetzt werden, das z. B. am Umfang des Funktionsteils 1 des elektromechanischen Resonators befestigt ist. Das Funktionsteil 1 ist in Befestigungspunkten 3 so befestigt, daß der Resonator zu Schwingungen der gewünschten Art erregt werden kann. Die Anzahl der Befestigungspflnkte 3 hängt von der Schwingungsart ab und beträgt gewöhnlich zwei bis vier. Zur Erregung der Schwingungen sind in der Nähe der leitenden Schicht 2 oder des Metalltargets 5 eine oder mehrere Elektroden 4 vorgesehen.
  • Die Elektroden 4 werden fest mit dem Tragsystem - einem Halter - des Resonators so verbunden, damit zwischen der leitenden Schicht 2 oder dem Metalltarget 5 und den Elektroden 4 ein Luft- oder Vakuumspalt entsteht, in den eventuell zur Verkleinerung der Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Durchschlages noch ein festes Dielektrikum 6, z. B.
  • Glimmer, eingesetzt wird. Die leitende Schicht 2 bzw. die Metalltargets 5 an dem Funktionsteil 1 des Resonators sind z. B. mit Hilfe der Befestigungspunkte 3 an eine oder mehrere Klemmen 7 angeschlossen. Die Elektroden 4 sind an weitere Klemmen 8, 9 angeschlossen.
  • Wenn zwischen die Klemmen 8 und 7, d. h. zwischen die Elektrode 4 und die leitende Schicht 2 eine Wechselspannung gelegt wird, beginnt durch die Einwirkung des entstehenden elektrischen Wechselfeldes im Spalt zwischen der festen Elektrode 4 und der leitenden Schicht 2 oder dem Metalltarget 5 des Resonators bei der Erregungsresonanzfrequenz, die in der Nähe der Eigenresonanzfrequenz des Resonators liegt, die Weite des Spalts intensiv periodisch zu variieren, d. h. der Resonator wird periodisch zu den Elektroden angezogen, bis er in Schwingungen mit einer seiner Eigenresonanzfrequenzen versetzt wird. Die Schwingungsamplitude wird am größten, wenn die FreqUenz der Wechselspannung gleich einer der Eigenresonanzfrequenzen des Resonators ist. Die Schwingungsart hängt bei gegebener Form des Resonators, z. B. beim Stäbchen rechteckigen Querschnittes, auch von der Größe und von der Form der leitenden Schicht 2 sowie von der Anbringung der einen oder mehreren Elektroden 4 a, wie an Ausführungsbeispielen gezeigt werden wird. Welche der Eigenresonanzfrequenzen gegebenen Typs eines Resonators erregt werden soll, hängt von der Verwendung der Elektroden 4 und von der zur Erregung der Schwingungen benutzten Schaltungsanordnung ab. Die benutzte Schaltungsanordnung kann aktiv oder passiv seint Ausführungsbeispiele der Schaltungsanordnung sind schematisch in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.
  • Bei einer passiven Schaltungsanordnung zur Erregung des elektromechanischen Resonators gemäß der Erfindung z. B. mit zwei Elektroden 4, von denen eine an die -Klemme 8 und die zweite an die Klemme 9 angeschlossen ist, werden im Falle der zweipoligen Schaltungsanordnung des elektromechanischen Resonators nach Fig. 1 die Klemmen 8 und 9 verbunden und zwischen die verbundenen Klemmen 8, 9 und die Klemme 7 - eventuell die verbundenen Klemmen 7 - wird Wechselspannung von einer Quelle 10 gelegt.
  • Im Falle der vierpoligen Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird an die Klemmen 8 und 7, die Eingangsklemmen eines Vierpoles sind, die Vechselspannungsquelle 11 geschaltet, und an die Klemmen 9 und 7, die als Ausgangsklemmen des Vierpoles dienen, eine Last 12 z. B. ein Resonanzindikator, geschaltet.
  • Im Falle der aktiven Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird an die Klemmen 8 und 7 der Eingang eines Verstärkers 13 und an die Klemmen 9 und 7 der Ausgang des Verstärkers 13 geschaltet. In dieser aktiven Schaltungsanordnung stellt der Resonator ein Rückkopplungsglied zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers 13 dar.
  • Wenn in der passiven Schaltungsanordnung die Erregungswechselspannung genügend hoch oder in der aktiven Schaltungsanordnung die Verstärkung des Verstärkers genügend groß ist, entsteht zwischen der Elektrode 4 und der leitend den Schicht 2 oder dem Metalltarget 5 des Funktionsteils 1 des Resonators eine Kraft FE, die gegeben ist durch folgende Beziehung: # # P FE = # U² (1), 2 d² mit P = Fläche der Elektroden 4, d = Spaltweite zwischen der Elektrode 4 und der leitenden Schicht 2 des Funktionsteiles 1 des Resonators, = Dielektrizitätskonstante des im Spalt zwischen der Elektrode 4 und der leitenden Schicht 2 oder dem Metalltarget 5 des Funktionsteiles 1 angeordneten Mediums, das gewöhnlich Luft oder eine Kombination von Luft und Glimmer ist, U = Spannung zwischen der Elektrode 4 und der leitenden Schicht 2 oder dem Metalltarget 5.
  • Für die Spannung des schwingenden Stäbchens gilt die Beziehung U = Up + Uo sin #t (2) mit U sin > t als Wechselspannungskomponente mit der 0 Schwingungsfrequenz f = O/2 g gleich der Eigenfrequenz einer der möglichen Schwingungen des Resonators.
  • Aus beiden Beziehungen (1) und (2) - wenn in (1) aus (2) U ersetzt wird - folgt, daß die Kraft FE eine mit der Frequenz f = 4J/2 t periodisch wechselnde Komponente hat, die eine Erregung des Resonators in dem betreffenden Typ der Schwingungen verursacht.
  • In Fig. 4 ist ein Grundriß und in Fig. 5 ein Aufriß eines elektromechanischen Resonators nach der Erfindung abgebildet, in dem man entweder die Grundschwingungen oder irgendeine der Oberdickenschwingungen des Resonators erregen kann. Das Funktionsteil 1 hat die Form eines runden Plättchens, das auf dem Rande mit Facetten und an seiner ganzen Oberfläche mit einer Silber- oder anderen leitenden Schicht 2 versehen ist. Das Plättchen ist in dem Halter durch drei Befestigungspunkte 3 an seinem Umfang befestigt.
  • Gegenüber der Vorderfläche ist die eine Elektrode 4 und gegenüber der Hinterfläche die andere Elektrode 4 angebracht. Beide Elektroden müssen nicht gleichgroß sein.
  • Ihre Größe wird nach Bedarf der Erregung gewählt. Zwischen den Elektroden 4 und den mit Metall überzogenen Teilen des Resonators ist ein festes Dielektrikum 6, z. B. Glimmer, angeordnet, um die Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Durchschlages zu verkleinern. Die Längsschwingungen des Plättchens, bei denen die elastische Verschiebung in der Richtung des Radius geschieht, kann man vorteilhaft in einer Anordnung nach Fig. 6 erregen.
  • Das Funktionsteil 1 in der Form eines Rundplättchens aus einem nicht- oder halbleitenden isotropen Material wird in an sich bekannter Weise mit einer leitenden Schicht 2 auf seinem Umfang versehen. Gegenüber der leitenden Schicht 2 werden um den Umfang des Plättchens herum einige (z. B. sechs) Elektroden 4 angeordnet. Das Plättchen ist in der Mitte durch zwei Befestigungspunkte 3 gehalten.
  • In einer passiven sowie aktiven Schaltungsanordnung ist die leitende Schicht 2 mit der Klemme 7 verbunden, einige der Elektroden 4 mit der Klemme 8 und die verbleibenden Elektroden 4 mit der Klemme 9. Dann kann man den elektromechanischen Resonator in die elektrische Schaltungsanordnung, z. B. eine der von Fig. 1 bis 3, einschalten. Wenn das Funktionsteil 1 in Form eines Rundplättchens aus einem anisotropen Material besteht, kann man dieselbe Schaltung anordnung zur Erregung der Längsschwingungen benützen, jedoch muß das Plättchen mit einem Umfang versehen werden, dessen Radiusvektor der Wurzel aus dem Elastizitäts-Modul proportional ist, die auch der Eigenfrequenz der Grundlängsschwingungen eines solchen Gebildes proportional ist.
  • Die Elektroden 4 nach Fig. 6 können eventuell durch eine einzige Elektrode 4, z. B. einen zum Resonatorumfang konzentrischen Metallstreifen, ersetzt werden. Der Umfang des Funktionsteiles 1 wird mit der leitenden Schicht 2 versehen.
  • Fig. 7 zeigt eine von möglichen Anordnungen gemäß der Erfindung zur Erregung der Drehschwingungen des Resonators.
  • Das Funktionsteil 1 hat die Form eines Rundplättchens, das an seinem Umfang sechs Metalltargets 5 -befestigt trägt, die untereinander mit Hilfe der leitenden Schicht 2 verbunden und durch einen Befestigungspunkt 3 an die Klemme 7 geschaltet sind. Gegenüber den betreffenden, mit dem Plättchen fest verbundenen Metalltargets 5 sind sechs Elektroden 4 angebracht. Weil zur Erregung der Drehschwingungen bei dem Resonator in der Form des Rundplättchens ein Drehmoment nötig ist, werden einige der Elektroden 4 untereinander leitend verbunden und an die Klemme 8 geschaltet, während die übrigen Elektroden 4 ebenso untereinander verbunden und an die Klemme 9 angeschlossen werden. Die Schaltung des Resonators in der elektrischen Schaltungsanordnung zur Erregung kann nach einem der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Aus'führungsbeispiele durchgeführt werden. Was die Anzahl der Elektroden 4 betrifft, so genügen zur Erregung des Drehmomentes im äußersten Falle nur zwei Paare der Elektroden 4, die am Umfang des Rundplättchens in gegenüberliegender Lage angebracht sind. Ähnlich wäre es möglich, die Anordnung der Elektroden 4 zur Erregung der Biegungsschwingungen des Resonators vorzunehmen, wenn es sich um die Verwendung des Resonators nach der Erfindung im Gebiet niedriger Frequenzen handelt.-Weil zu demselben Zweck die Biegeschwingungen eines Stäbchens benutzt werden können, werden für die Erläuterung die Stäbchen als Beispiel verwendet.
  • In Fig. 8 ist eine von möglichen Anordnungen für den Fall dargestellt, daß als Resonator ein Stäbchen mit rundem oder rechteckigem Querschnitt verwendet wird und daß das Stäbchen zu Längsschwingungen erregt wird. Wenn es sich um die Erregung der Grundlängsschwingungen handelt, wird das Funktionsteil 1 in der Form eines Stäbchens zwischen die Befestigungspunkte 3 in der Mitte seiner Länge an den Nullpunktlinienstellen befestigt. Das Stäbchen wird an jedem Ende mit leitenden Schichten 2 versehen, die entweder getrennt-oder untereinander leitend verbunden sind. Gegenüber den leitenden Schichten 2 an den Enden des Stäbchens werden die Elektroden 4 angeordnet. Der Resonator dieses Ausführungsbeispiels kann passiv oder aktiv in den Schaltungsanordnungen nach Fig. 1 bis 3 erregt Werden.
  • Fig. 9 zeigt den Aufrijß und Fig. 10 den Grundriß einer möglichen Anordnung des elektromechanischen Resonators für den Fall, daß als Resonator ein Stäbchen runden oder rechteckigen Querschnittes verwendet-wird und das Stäbchen zu Drehschwingungen erregt wird. Das Stäbehen wird zur Er regung zu Drehschwingungen in der Mitte seiner Länge zwischen zwei Befestigungspunkten 3 befestigt. Jedes seiner freien Enden wird mit einem ebenen Metalltarget 5 versehen, das mit dem Ende des Stäbchens festgebunden wird. Gegenüber Jedem Metalltarget sind zwei Elektroden 4 angeordnet, eine auf und die zweite unter dem Metalltarget 5, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. Es werden z. B. die zwei Elektroden 4 gegenüber einem Ende des Stäbchens untereinander leitend verbunden und an die Klemme 8 geschaltet, ebenso werden die verbundenen Elektroden 4 gegenüber dem zweiten Ende an die Klemme 9 geschaltet. In der aktiven oder passiven Schaltungsanordnung nach Fig. 1 -bis 3 entstehen durch diese Anordnung ein Drehmoment an den Enden des Stäbchens und dadurch die Schwingungen des Stäbehens in Form von Drehschwingungen. Was die gegenseitige Lage der Elektroden an einem Ende und an dem anderen Ende des Stäbchens betrifft, so sei daran erinnert, daß die Lage nicht wechselnd sein muß, weil die Erregung des Drehmomentes in solchem Falle durch eine geeignete Schaltungsanordnung erzielenkann.
  • Für ein letztes Ausführungsbeispiel einer Anordnung des elektromechanischen Resonators ist in Fig. 11 der Aufriß und in Fig. 12 der Grundriß dargestellt. Es handelt sich um ein Funktionsteil in der Form eines Stäbchens mit einem rechteckigen Querschnitt. Weil die Grundbiegeschwingung zwei Nullpunktlinien hat, ist das Stäbchen in den Nullpunktlinien mit vier Befestigungspunkten 3 befestigt. Jedes von beiden Enden des Stäbchens ist mindestens an einer Seite mit der leitenden Schicht 2 versehen und gegenüber jeder der leitenden Schichten 2 ist eine Elektrode 4 angeordnet.
  • Für die passive Schaltungsanordnung nach Fig. 1 genügt es, das periodische Feld nur an einem Ende des Stäbchens herzustellen, weshalb nur eine einzige leitende Schicht 2 und nur eine einzige Elektrode 4 dazu nötig sind.
  • Der elektromechanische Resonator gemäß der Erfindung ist mit Rücksicht auf die Möglichkeit der Erregung aller Typen von Schwingungen geeignet, das ganze Gebiet der Frequenznormale von Mindestfrequenzwerten bis zu Nöchstfrequenzwerten zu überdecken.

Claims (8)

  1. Patentansprüche (5?) Elektromechanischer Resonator, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß er aus einem geformten Funktionsteil (1) besteht, das aus nicht- oder haLbleitendem isotropen bzw. aus nicht- oder halbleitendem anisotropen Material gefertigt ist, das seinerseits in irgendeiner oder in allen Richtungen keine Piezo-, Magnetostriktions- oder Elektrostriktionseigenschaften aufweist, daß das Funktionsteil (1) vorzugsweise in Form eines Plättchens oder eines Stäbchens, wenigstens teilweise an der Oberfläche eine leitende Schicht (2), insbesondere einen leitenden Überzug hat, gegenüber der wenigstens eine Elektrode (4) so positioniert ist, daß zwischen der leitenden Schicht (2) und der Elektrode (4) ein Vakuumspalt oder ein Spalt mit einfachem oder zusammengesetztem Dielektrikum gebildet ist, der im Wechselspannungstakt mit irgendeiner der Eigenresonanzfrequenzen des Resonators variiert.
  2. 2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Funktionsteil (1) gebildet ist durch ein Plättchen, vorzugsweise in runder, rechteckiger oder dreieckiger Form, oder durch ein so begrenztes Plättchen, daß der den Umfang des Plättchens definierende Radiusvektor indirekt proportional der Wurzel aus dem Elastizitätsmodul des benutzten anisotropen Materials ist, und daß das Funktionsteil (1) in der Form eines Plättchens an seinem Umfang oder an den Deckflächen oder an seiner ganzen Oberfläche mit der leitenden Schicht (2), vorzugsweise mit dem leitenden Überzug, versehen ist, gegenüber die mindestens zwei Elektroden (4) angeordnet sind (Fig. 4 -
  3. 3. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionsteil (1) durch ein Stäbchen mit rundem oder rechteckigem Querschnitt gebildet ist, das an den die Länge des Stäbchens begrenzenden Flächen oder an einer oder beiden großen Flächen oder an seiner ganzen Oberfläche mit der leitenden Schicht(2), vorzugsweise mit dem leitenden Überzug, versehen ist, gegenüber der die mindestens zwei Elektroden (4) angeordnet sind (Fig. 8 - 12).
  4. 4. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (2) durch leitende, fest mit dem Funktionsteil (1) des Resonators verbundene Metalltargets (5) gebildet ist (Fig. 7, 9, 10).
  5. 5. Schaltungsanordnung zur Erregung des Resonators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der leitenden Schicht (2) untereinander sowie alle Elektroden (4) untereinander verbunden sind, und daß zwischen die berbundenen leitenden Schichten (2) und die verbundenen Elektroden (4) eine Wechselspannungsquelle (10) geschaltet ist (Fig. 1).
  6. 6. Schaltungsanordnung zur Erregung des Resonators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (2) und mindestens eine Elektrode (4) an die Wechselspannungsquello-(11) von gewünschter Frequenz und zugleich die leitende Schicht (2) und mindestens eine der übrigen Elektroden (4) an einem Resonanzindikator (12) angeschlossen sind (Fig. 2).
  7. 7. Schaltungsanordnung zur Erregung des Resonators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (2) und mindestens eine der Elektor den (4) an den Eingang eines VeYstärkers (13) und zugleich die leitende Schicht (2) und mindestens eine der übrigen Elektroden (4) an den Ausgang des Verstärkers (13) angeschlossen sind (Fig. 3).
  8. 8. Verfahren zur Erregung von Schwingungen des elektromechanischen Resonators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche des Resonators, der gefertigt ist aus einem nicht-oder halbleitenden isotropen bzw. aus einem nicht- oder halbleitenden anisotropen Material, das in irgendeiner oder in allen Richtungen keine Piezo-, Magnetostriktions-oder Elektrostriktionseigenschaften aufweist, mit einer leitenden Schicht (2), z. B. mit einem leitenden Überzug, versehen wird, und daß zwischen einerseits eine gegenüber der leitenden Schicht (2) so positionierte Elektrode (4), daß ein Vakuumspalt oder ein Spalt mit einfachem oder zusammengesetztem Dielektrikum entsteht, und andererseits die leitende Schicht (2) eine Wechselspannung mit einer der Eigenresonanzfrequenzen des Resonators entsprechenden Frequenz angelegt wird, so daß die Größe des jeweiligen Spalts mit der Frequenz der Wechselspannung variiert.
DE19712143103 1970-09-08 1971-08-27 Electromechanical resonator has metallised dielectric vibrator - driven by A.C. electric field giving wider selection of vibrator materials Granted DE2143103B2 (en)

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DE2143103B2 DE2143103B2 (en) 1975-04-10
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361045A (en) * 1988-03-24 1994-11-01 Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales Styled O.N.E.R.A. High-stability resonators of solid elastic material and oscillators using them

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