DE759014C

DE759014C - Piezoelektrischer UEbertragerkristall

Info

Publication number: DE759014C
Application number: DES138443D
Authority: DE
Inventors: Hans Von Dipl-Ing Beckerath
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1939-08-30
Filing date: 1939-08-30
Publication date: 1953-03-23

Description

Piezoelektrischer Ubertragerkristall Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Übertragerkristall, insbesondere einen Übertragerquarz, mit Primär- und Sekundärelektrodenbelegungen. Vielfach wird ein solcher Kristall als Filter benutzt, indem er als Längsglied in Verbindung mit Quergliedern zwischen zwei Röhren geschaltet wird. Die Filterwirkung wird hierbei jedoch durch die Parallelkapazität des Kristalls beeinträchtigt.
Zur Beseitigung der unerwünschten Wirkungen der Parallelkapazität des Kristalls ist es bereits bekannt, eine Neutralisationsschaltung anzuwenden. Es ist andererseits aber auch bekannt, durch eine geeignete Abschirmung dieser Kapazität die Schwierigkeiten zu beheben.
Bei einer bekannten Anordnung wird die kapazitive Kopplung der Elektroden des Kristalls durch eine Abschirmwand vermieden, die zwischexi den beiden Kopplungselektroden angeordnet ist. Die Schirmwand und die damit verbundene untere Elektrode des Kristalls ist bei dieser Anordnung geerdet. Die bekannte Anordnung bewirkt jedoch keine vollkommene Abschirmung, da wegen des unvermeidlichen Luftspaltes zwischen Kristall und Schirm und der höheren Dielektrizitätskonstante des Kristalls ein großer Teil der Verschiebungslinien durch den Kristall selbst hindurchgeht. Es ist daher weiterhin schon bekanntgeworden, die Schirmwirkung dadurch zu verbessern, daß der Schirm mit einem schmalen Belegstreifen zwischen den beiden spannungsführenden Belegungen verbunden wird, so daß auch für die den Kristall durchsetzenden Verschiebungslinien eine Schirmung vorhanden ist. Da der Schirm jedoch nicht fest mit dem geerdeten Belagstreifen in Verbindung stehen kann, bleibt auch bei einer derartigen Anordnung ein schmaler Luftspalt bestehen.
Dieser Nachteil wird nun bei einem piezoelektrischen Übertragerkristall, insbesondere Übertragerquarz, mit Primär- und Sekundärbelegungen, von denen die gleichpoligen oder einander entsprechenden Elektrodenbelegungen auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Kristalls über Kreuz angeordnet sind, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die über Kreuz angeordneten, auf Schirmpotential liegenden, vorzugsweise geerdeten, primären und sekundären Elektrodenbelegungen derart gegenseitig übergreifen, daß eine weitgehende statische Abschirmung der übrigen Primär-und Sekundärbelegungen gegeneinander erreicht wird. Schon bei sehr geringem Überlappen kann eine bedeutende Verbesserung der Schirmwirkung erreicht werden. Die Erfindung macht somit Gebrauch von dem an sich bekannten Überkreuzschalten der gleichpoligen bzw. einander entsprechenden Belegungen, bei dem die geerdeten Belegungen selbst als Schirmung für die spannungsführenden Belegungen dienen, so daß die kapazitive Entkopplung ohne Mitwirkung eines äußeren Schirmes erreicht werden kann.
Bei longitudinal schwingenden Kristallplatten verlaufen die Trennungslinien zweckmäßig parallel zur frequenzbestimmenden Längskante. Zweckmäßig werden die geerdeten Belegungen über die Stirnflächen miteinander verbunden. Im =Mittelpunkt der Hauptflächen kann der Kristall in an sich bekannter Weise eingespannt und geerdet werden.
Die Überkreuzanordnung der geerdeten Belegungen kann sowohl bei einwellig als auch bei mehrwellig schwingenden Kristallen verwendet werden. Bei einem m_ it Oberwellen schwingenden Kristall verläuft die Trennungslinie zweckmäßig senkrecht zur Längskante.
In den Zeichnungen sind in den Fig. i bis 5 Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Fig. i und :2 zeigen einen longitudinal schwingenden Kristall im Schnitt bzw. schräg von oben. Mit den Zuleitungen i und :2 stehen die Elektrodenbelegungen 3 und d. in Verbindung, «-elche die Primär- bzw. Sekundärbelegungen des Kristalls darstellen. Die geerdeten Belegungen sind mit 5 und 6 bezeichnet. Diese Belegungen können über die Stirnseiten des Kristalls durch kleine metallisierte Streifen 7 verbunden sein (vgl. Fig. 2).
Der Kristall kann im Mittelpunkt der Hauptflächen mit Hilfe der Halteteile 8 und 9 eingespannt sein, die gleichzeitig eine leitende Verbindung der Belegungen 5 und 6 mit Erde oder allgemein mit einem Schirmpotential herstellen.
In den Fig. 3 und 4 ist ein in seiner zweiten Oberwelle schwingender Kristall dargestellt. Fig.-t zeigt dabei die Längskante eines derartig schwingenden Kristalls. Die Zuleitungen i und 2, die zu den Belegungen 3 und .1 gehören, werden zweckmäßig an den Knotenstellen angebracht.. Ebenso können auch die Zuleitungen zu den geerdeten Belegungen 5 und 6 an Knotenstellen erfolgen.
In Fig. 5 ist ein Kristall dargestellt, der in seiner vierten Oberwelle schwingt. Bei diesem Kristall sind vier geerdete Belegungen 5, 6, io und i i vorgesehen. Die geerdeten Belegungen sind auf der vorderen Längskante durch die Streifen 12, 13 und 14 miteinander verbunden. Die mit der Zuleitung i verbundene Elektrodenbelegung 3 kann z. B. über die rückwärtige Schmalseite mit der Fläche 15 verbunden sein. Ebenso kann die Fläche ,., die mit der Zuleitung 2 in Verbindung steht, auf der rückwärtigen Schmalseite mit der Fläche 16 in Verbindung stehen. In ähnlicher Weise können auch Kristalle ausgeführt sein, die in ungradzahligen Oberwellen, beispielsweise der dritten Oberwelle, schwingen.

Claims

PATENTANSPRüCHE: i. Piezoelektrischer Übertragerkristall, insbesondere übertragerquarz, mit Primär- und Sekundärbelegungen, von denen die gleichpoligen oder einander entsprechenden Elektrodenbelegungen auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Kristalls über Kreuz angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die über Kreuz angeordneten, auf Schirmpotential liegenden, vorzugsweise geerdeten, primären und sekundären Elektrodenbelegungen derart gegenseitig übergreifen, daß eine weitgehende statischeAbschirmung der übrigen Primär- und Sekundärbelegungen gegeneinander erreicht wird.
2. Piezoelektrischer Übertragerkristall nach Anspruch I In Platten- oder Stabform, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schirmung dienenden, auf den Hauptflächen angeordneten Elektrodenbelegungen über die Seitenflächen des Kristalls miteinander in Verbindung stehen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Schweizerische Patentschrift Nr. 2o2 o8i ; USA.-Patentschrift Nr. i 99o 822; »Zeitschrift für technische Physik«, 1939 Heft 3, S. 75 bis 78; A. Scheibe: »Piezoelektrizität des Quarzes«, Dresden u. Leipzig, 1938, S. 199 und Zoo.