JPH0321070Y2 - - Google Patents
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- JPH0321070Y2 JPH0321070Y2 JP1983063301U JP6330183U JPH0321070Y2 JP H0321070 Y2 JPH0321070 Y2 JP H0321070Y2 JP 1983063301 U JP1983063301 U JP 1983063301U JP 6330183 U JP6330183 U JP 6330183U JP H0321070 Y2 JPH0321070 Y2 JP H0321070Y2
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- JP
- Japan
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- electrode
- piezoelectric ceramic
- piezoelectric
- terminal
- capacitor
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 31
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は圧電セラミツク発振子、さらに詳し
くは厚み２倍波を利用した３端子型の発振子に関
するものである。
くは厚み２倍波を利用した３端子型の発振子に関
するものである。
各種電子機器の例えば内蔵クロツク発生回路と
して多用されている発振器は、第１図に示すよう
に、利得が１よりも大きい増幅器Ａと帰還回路Ｆ
とからなり、該帰還回路Ｆを通じて上記増幅器Ａ
の出力の一部を入力側に正帰還することによつて
増幅器Ａの出力端子１から発振出力を得る構成に
なつている。
して多用されている発振器は、第１図に示すよう
に、利得が１よりも大きい増幅器Ａと帰還回路Ｆ
とからなり、該帰還回路Ｆを通じて上記増幅器Ａ
の出力の一部を入力側に正帰還することによつて
増幅器Ａの出力端子１から発振出力を得る構成に
なつている。
従来、上記帰還回路Ｆに圧電発振素子を使用し
た圧電発振器としては、例えば第１図に示すよう
に、２端子型圧電共振子Ｘを圧電発振素子として
使用し、その電極２とアースとの間にコンデンサ
C1を、また電極３とアースとの間にコンデンサ
C2を夫々接続することによつて帰還回路Ｆを構
成し、２端子型圧電共振子Ｘがその共振周波数r
と反共振周波数aの間の周波数帯で誘導性を呈
し、上記帰還回路Ｆの等価回路が第２図に示すよ
うに、帰還回路Ｆの入力端子４と出力端子５との
間に２端子型圧電共振子Ｘの発振周波数における
抵抗分Reとリクタンス分Ｌが直列に接続される
と共に、上記入力端子４とアースとの間および出
力端子５とアースとの間に、コンデンサC′2（＝C2
＋増幅器Ａの出力容量）およびコンデンサC′1（C1
＋増幅器Ａの入力容量）が各々接続された回路構
成となることを利用して、一種のコルピツツ型発
振回路を構成するようにしたものが知られてい
る。
た圧電発振器としては、例えば第１図に示すよう
に、２端子型圧電共振子Ｘを圧電発振素子として
使用し、その電極２とアースとの間にコンデンサ
C1を、また電極３とアースとの間にコンデンサ
C2を夫々接続することによつて帰還回路Ｆを構
成し、２端子型圧電共振子Ｘがその共振周波数r
と反共振周波数aの間の周波数帯で誘導性を呈
し、上記帰還回路Ｆの等価回路が第２図に示すよ
うに、帰還回路Ｆの入力端子４と出力端子５との
間に２端子型圧電共振子Ｘの発振周波数における
抵抗分Reとリクタンス分Ｌが直列に接続される
と共に、上記入力端子４とアースとの間および出
力端子５とアースとの間に、コンデンサC′2（＝C2
＋増幅器Ａの出力容量）およびコンデンサC′1（C1
＋増幅器Ａの入力容量）が各々接続された回路構
成となることを利用して、一種のコルピツツ型発
振回路を構成するようにしたものが知られてい
る。
しかしながら、上記のように２端子型圧電共振
子Ｘを圧電素子として使用した場合、該２端子型
圧電共振子Ｘのほかに２個のコンデンサC1およ
びC2が必ず必要となり、帰還回路Ｆの部品点数
が増加すると共に、コンデンサC1，C2を外付け
するタイプになるので全体が大型化して組込みに
不便であり、製作コストも高くつくという欠点が
ある。
子Ｘを圧電素子として使用した場合、該２端子型
圧電共振子Ｘのほかに２個のコンデンサC1およ
びC2が必ず必要となり、帰還回路Ｆの部品点数
が増加すると共に、コンデンサC1，C2を外付け
するタイプになるので全体が大型化して組込みに
不便であり、製作コストも高くつくという欠点が
ある。
ところで、圧電発振器の圧電発振子として水晶
共振子を用いた場合、発振周波数−温度特性がか
なり優れているが、このような水晶共振子でもさ
らに向上させるには、コンデンサC1やC2として、
適当な静電容量−温度特性をもつたものを用い
て、いわゆる温度補償を行なう必要があり、調整
コストが増加するという問題がある。
共振子を用いた場合、発振周波数−温度特性がか
なり優れているが、このような水晶共振子でもさ
らに向上させるには、コンデンサC1やC2として、
適当な静電容量−温度特性をもつたものを用い
て、いわゆる温度補償を行なう必要があり、調整
コストが増加するという問題がある。
一方、圧電セラミツク共振子は安価であるが、
温度特性が悪いため、いままでは発振子としては
殆んど用いられていなかつた。
温度特性が悪いため、いままでは発振子としては
殆んど用いられていなかつた。
ところが、近年温度特性が優れた圧電セラミツ
ク共振子が開発されてきており、そこで水晶共振
子に代えてこの圧電セラミツク共振子を発振回路
に用いることが考えられた。
ク共振子が開発されてきており、そこで水晶共振
子に代えてこの圧電セラミツク共振子を発振回路
に用いることが考えられた。
しかし、圧電セラミツク共振子の温度特性が向
上したとしても、コンデンサC1，C2が外付けさ
れる構造であれば、圧電セラミツク共振子を発振
回路として実用化できるようにするためには、圧
電セラミツク共振子とコンデンサの温度特性を勘
案して発振周波数の変動が最小となるような対策
を講じなければならないという問題がある。
上したとしても、コンデンサC1，C2が外付けさ
れる構造であれば、圧電セラミツク共振子を発振
回路として実用化できるようにするためには、圧
電セラミツク共振子とコンデンサの温度特性を勘
案して発振周波数の変動が最小となるような対策
を講じなければならないという問題がある。
この考案は、上記のような欠点を解消するため
になされたものであり、コンデンサ等の外付部品
を取付ける必要がなく、温度補償も不要である圧
電セラミツク発振子を提供することを目的とす
る。
になされたものであり、コンデンサ等の外付部品
を取付ける必要がなく、温度補償も不要である圧
電セラミツク発振子を提供することを目的とす
る。
厚み方向に分極された２枚の圧電セラミツク基
板を共通アース電極を挾んで分極方向が同方向と
なるように積層して圧電基板積層体を形成し、こ
の圧電基板積層体の両主面で対向するように第１
の振動電極及び第２の振動電極を設け、夫々の端
縁に上記振動電極から引き出された引き出し電極
を形成したコルピツツ型発振回路用圧電セラミツ
ク発振子において、上記圧電セラミツク発振子の
上記第１及び第２の振動電極で厚み２倍波のエネ
ルギー閉じ込め型の振動モードを励振させ、上記
共通アース電極と上記第１の振動電極で第１の容
量部、上記共通アース電極と上記第２の振動電極
で第２の容量部を構成することを特徴とする圧電
セラミツク発振子である。
板を共通アース電極を挾んで分極方向が同方向と
なるように積層して圧電基板積層体を形成し、こ
の圧電基板積層体の両主面で対向するように第１
の振動電極及び第２の振動電極を設け、夫々の端
縁に上記振動電極から引き出された引き出し電極
を形成したコルピツツ型発振回路用圧電セラミツ
ク発振子において、上記圧電セラミツク発振子の
上記第１及び第２の振動電極で厚み２倍波のエネ
ルギー閉じ込め型の振動モードを励振させ、上記
共通アース電極と上記第１の振動電極で第１の容
量部、上記共通アース電極と上記第２の振動電極
で第２の容量部を構成することを特徴とする圧電
セラミツク発振子である。
以下、この考案の添付図面の第３図乃至第６図
に示す実施例に基づいて説明する。
に示す実施例に基づいて説明する。
第３図と第４図に示すように、３端子型圧電セ
ラミツク発振子X′は分極Ｂ方向が一様な二枚の
圧電セラミツク基板１１と１２を分極Ｂ方向を一
様にした状態で、対応面間にグランド電極１３を
挾んで重ね合わせ、一方圧電セラミツク基板１１
の外面に入力電極１４と他方圧電セラミツク基板
１２の外面に出力電極１５を設けて形成し、圧電
セラミツク基板１１，１２の厚みの２倍波を利用
し、厚みエネルギーとじ込め形の振動モードを使
つたものである。
ラミツク発振子X′は分極Ｂ方向が一様な二枚の
圧電セラミツク基板１１と１２を分極Ｂ方向を一
様にした状態で、対応面間にグランド電極１３を
挾んで重ね合わせ、一方圧電セラミツク基板１１
の外面に入力電極１４と他方圧電セラミツク基板
１２の外面に出力電極１５を設けて形成し、圧電
セラミツク基板１１，１２の厚みの２倍波を利用
し、厚みエネルギーとじ込め形の振動モードを使
つたものである。
なお、グランド電極１３と入力電極１４，１５
の各々を圧電セラミツク基板１１，１２の全面に
設けてもよい。
の各々を圧電セラミツク基板１１，１２の全面に
設けてもよい。
なお、圧電セラミツク基板１１，１２は図示の
ような角形に限らず円板を用いるようにしてもよ
い。
ような角形に限らず円板を用いるようにしてもよ
い。
３端子型圧電セラミツク発振子X′を上記のよ
うな構成とすれば、第５図に示すような等価回路
を得ることができる。
うな構成とすれば、第５図に示すような等価回路
を得ることができる。
第５図において、グランド電極端子１３ａと入
力電極端子１４ａとの間に接続されたコンデンサ
Cabはグランド電極１３と入力電極１４との間の
静電容量、グランド電極端子１３ａと出力電極端
子１５ａとの間に接続されたコンデンサCacはグ
ランド電極１３と出力電極１５との間の静電容
量、入力電極端子１４ａと出力電極端子１５ａと
の間に接続されたコンデンサCbcは入力電極１４
と出力電極１５との間の静電容量である。
力電極端子１４ａとの間に接続されたコンデンサ
Cabはグランド電極１３と入力電極１４との間の
静電容量、グランド電極端子１３ａと出力電極端
子１５ａとの間に接続されたコンデンサCacはグ
ランド電極１３と出力電極１５との間の静電容
量、入力電極端子１４ａと出力電極端子１５ａと
の間に接続されたコンデンサCbcは入力電極１４
と出力電極１５との間の静電容量である。
一方、R0，L0およびC0は、上記出力電極端子
１５ａとグランド電極端子１３ａを短絡して、入
力電極端子１４ａとグランド電極端子１３ａを両
端子とする２端子型圧電セラミツク共振子とみな
した場合の電気的等価定数で、R0は等価抵抗、
L0は等価質量、C0は等価コンプライアンスであ
り、これら等価抵抗R0、等価質量L0および等価
コンプライアンスC0は、入力電極端子１４ａと
変成比がｎの理想変成器Ｔの巻線L1との間に直
列に接続されている。
１５ａとグランド電極端子１３ａを短絡して、入
力電極端子１４ａとグランド電極端子１３ａを両
端子とする２端子型圧電セラミツク共振子とみな
した場合の電気的等価定数で、R0は等価抵抗、
L0は等価質量、C0は等価コンプライアンスであ
り、これら等価抵抗R0、等価質量L0および等価
コンプライアンスC0は、入力電極端子１４ａと
変成比がｎの理想変成器Ｔの巻線L1との間に直
列に接続されている。
上記理想変成器Ｔは圧電セラミツク基板１１，
１２の電気−機械系のエネルギー変換を表わすも
のであつて、上記巻線L1の他端はグランド電極
端子１３ａに接続される一方、いま一つの巻線
L2が出力電極端子１５ａとグランド電極端子１
３ａとの間に接続されている。
１２の電気−機械系のエネルギー変換を表わすも
のであつて、上記巻線L1の他端はグランド電極
端子１３ａに接続される一方、いま一つの巻線
L2が出力電極端子１５ａとグランド電極端子１
３ａとの間に接続されている。
上記理想変成器Ｔの変成比ｎは両圧電セラミツ
ク基板１１と１２の厚みによつて左右され、厚み
の２倍波を使用するので、両基板１１と１２の厚
みは同じにするのが好ましい。
ク基板１１と１２の厚みによつて左右され、厚み
の２倍波を使用するので、両基板１１と１２の厚
みは同じにするのが好ましい。
第５図の等価回路から明らかなように、等価抵
抗R0、等価質量L0、等価プライアンスC0および
静電容量Cbcからなる回路は、第１図の２端子型
圧電共振子Ｘの等価回路と同一となるため、３端
子型圧電共振子X′が第３図と等価となる周波数
が存在することになる。
抗R0、等価質量L0、等価プライアンスC0および
静電容量Cbcからなる回路は、第１図の２端子型
圧電共振子Ｘの等価回路と同一となるため、３端
子型圧電共振子X′が第３図と等価となる周波数
が存在することになる。
この場合、CabはC1に、CacはC2にそれぞれ対
応させることができ、第１図に示す帰還回路Ｆの
外付コンデンサC1およびC2は静電容量Cabおよび
Cacで置換することができ、従つて第３図のよう
に圧電セラミツク基板１１，１２を積層した３端
子型圧電共振子X′を圧電発振子として使用すれ
ば、上記コンデンサC1およびC2を省略できるこ
とがわかる。
応させることができ、第１図に示す帰還回路Ｆの
外付コンデンサC1およびC2は静電容量Cabおよび
Cacで置換することができ、従つて第３図のよう
に圧電セラミツク基板１１，１２を積層した３端
子型圧電共振子X′を圧電発振子として使用すれ
ば、上記コンデンサC1およびC2を省略できるこ
とがわかる。
上記３端子型圧電共振子X′を圧電発振素子と
して使用するには、第６図に示すように入出力電
極端子１４ａおよび１５ａを増幅器Ａの入力側お
よび出力側に接続する一方、グランド電極端子１
３ａを接地すればよく、このようにすれば上記静
電容量CabおよびCacが各３端子型圧電共振子
X′においてバラツキが規定の範囲に入つている
限り、各圧電発振器の発振周波数のバラツキの範
囲も所定の範囲に納まり、発振周波数の調整作業
を省略することができる。
して使用するには、第６図に示すように入出力電
極端子１４ａおよび１５ａを増幅器Ａの入力側お
よび出力側に接続する一方、グランド電極端子１
３ａを接地すればよく、このようにすれば上記静
電容量CabおよびCacが各３端子型圧電共振子
X′においてバラツキが規定の範囲に入つている
限り、各圧電発振器の発振周波数のバラツキの範
囲も所定の範囲に納まり、発振周波数の調整作業
を省略することができる。
このように、３端子型圧電共振子X1は、厚み
２倍波のエネルギー閉じ込め型振動モードを使
い、入力電極１４と出力電極１５間の位相差が発
振条件を満足させる積重タイプになつている。
２倍波のエネルギー閉じ込め型振動モードを使
い、入力電極１４と出力電極１５間の位相差が発
振条件を満足させる積重タイプになつている。
以上は、厚み２倍波の利用について述べたが、
入出力間の位相特性が発振条件を満足させるもの
であれば、圧電セラミツク基板をＮ層にして、厚
みのＮ倍波を利用するようにしてもよい。
入出力間の位相特性が発振条件を満足させるもの
であれば、圧電セラミツク基板をＮ層にして、厚
みのＮ倍波を利用するようにしてもよい。
以上のように、この考案によると、分極方向が
一様な複数の圧電セラミツク基板を対応面間に共
通アース電極を挾んで重ね合わせ、両端に位置す
る一方基板の外面に入力電極と他方基板の外面に
出力電極を設け、前記基板の厚み２倍波を使用す
るようにしたので、従来のように、外付けコンデ
ンサ等を使用せず、圧電セラミツク基板を用いて
３端子型圧電共振子による圧電発振子を構成する
ことができるようになり、外付けコンデンサの温
度特性のバラツキによる発振周波数のバラツキ発
生がなく、従つて発振周波数の調整工程を省略す
ることができ、全体の小型化が可能になる。
一様な複数の圧電セラミツク基板を対応面間に共
通アース電極を挾んで重ね合わせ、両端に位置す
る一方基板の外面に入力電極と他方基板の外面に
出力電極を設け、前記基板の厚み２倍波を使用す
るようにしたので、従来のように、外付けコンデ
ンサ等を使用せず、圧電セラミツク基板を用いて
３端子型圧電共振子による圧電発振子を構成する
ことができるようになり、外付けコンデンサの温
度特性のバラツキによる発振周波数のバラツキ発
生がなく、従つて発振周波数の調整工程を省略す
ることができ、全体の小型化が可能になる。
また、分極方向が一様な複数枚の圧電セラミツ
ク基板を積層するだけでよいので、工程が簡略化
でき、製作コストを削減することができる。
ク基板を積層するだけでよいので、工程が簡略化
でき、製作コストを削減することができる。
第１図は従来の圧電発振器の回路図、第２図は
同上における圧電発振器の帰還回路の等価回路
図、第３図はこの考案に係る圧電セラミツク発振
子の斜視図、第４図は同上の縦断面図、第５図は
第３図の発振子の等価回路図、第６図は同上の回
路図である。 １１，１２……圧電セラミツク基板、１３……
グランド電極、１３ａ……グランド電極端子、１
４……入力電極、１４ａ……入力電極端子、１５
……出力電極、１５ａ……出力電極端子。
同上における圧電発振器の帰還回路の等価回路
図、第３図はこの考案に係る圧電セラミツク発振
子の斜視図、第４図は同上の縦断面図、第５図は
第３図の発振子の等価回路図、第６図は同上の回
路図である。 １１，１２……圧電セラミツク基板、１３……
グランド電極、１３ａ……グランド電極端子、１
４……入力電極、１４ａ……入力電極端子、１５
……出力電極、１５ａ……出力電極端子。
Claims (1)
- 厚み方向に分極された２枚の圧電セラミツク基
板を共通アース電極を挾んで分極方向が同方向と
なるように積層して圧電基板積層体を形成し、こ
の圧電基板積層体の両主面で対向するように第１
の振動電極及び第２の振動電極を設け、夫々の端
縁に上記振動電極から引き出された引き出し電極
を形成したコルピツツ型発振回路用圧電セラミツ
ク発振子において、上記圧電セラミツク発振子の
上記第１及び第２の振動電極で厚み２倍波のエネ
ルギー閉じ込め型の振動モードを励振させ、上記
共通アース電極と上記第１の振動電極で第１の容
量部、上記共通アース電極と上記第２の振動電極
で第２の容量部を構成することを特徴とする圧電
セラミツク発振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6330183U JPS59169126U (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 圧電セラミツク発振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6330183U JPS59169126U (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 圧電セラミツク発振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169126U JPS59169126U (ja) | 1984-11-12 |
| JPH0321070Y2 true JPH0321070Y2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=30193499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6330183U Granted JPS59169126U (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | 圧電セラミツク発振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169126U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2790177B2 (ja) * | 1987-07-06 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振素子 |
| JP6268756B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2018-01-31 | 日本精機株式会社 | 回路基板及び発振回路装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564135U (ja) * | 1970-02-06 | 1980-05-01 |
-
1983
- 1983-04-25 JP JP6330183U patent/JPS59169126U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59169126U (ja) | 1984-11-12 |
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