JPH09139651A - Crystal oscillator for overtone - Google Patents
Crystal oscillator for overtoneInfo
- Publication number
- JPH09139651A JPH09139651A JP32234195A JP32234195A JPH09139651A JP H09139651 A JPH09139651 A JP H09139651A JP 32234195 A JP32234195 A JP 32234195A JP 32234195 A JP32234195 A JP 32234195A JP H09139651 A JPH09139651 A JP H09139651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- electrodes
- overtone
- vibration
- crystal piece
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、基本波の振動を抑制し
てオーバトーンの振動を容易に行えるようにしたオーバ
トーン用の水晶振動子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal oscillator for overtone which suppresses vibration of a fundamental wave and facilitates vibration of overtone.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に水晶振動子の振動モードには、屈
曲振動、たわみ振動、厚み滑り振動等種々の振動モード
がある。そして共振周波数が数MHzないし数十MHz
の水晶振動子では、主に厚み滑り振動モードの水晶振動
子が使用されている。この厚み滑り振動モードで励振す
る水晶振動子の共振周波数は、水晶片の厚みに逆比例す
る。たとえば共振周波数が10MHzの水晶片の厚みは
約0.167mm、共振周波数が30MHzの水晶片の
厚みは約0.056mmになる。2. Description of the Related Art Generally, there are various vibration modes such as bending vibration, flexural vibration, and thickness shear vibration as vibration modes of a crystal resonator. And the resonance frequency is several MHz to several tens of MHz
In the crystal oscillator of (1), a crystal oscillator of thickness shear vibration mode is mainly used. The resonance frequency of the crystal oscillator excited in this thickness shear vibration mode is inversely proportional to the thickness of the crystal piece. For example, the thickness of the crystal piece having a resonance frequency of 10 MHz is about 0.167 mm, and the thickness of the crystal piece having a resonance frequency of 30 MHz is about 0.056 mm.
【0003】したがって、共振周波数を高くすると水晶
片の厚みは薄くなり、水晶片の強度、加工上の問題から
製作は著しく困難になる。このため、共振周波数の高い
水晶振動子を必要とする場合は、オーバトーンのモード
を使用することが行われている。オーバトーンのモード
では略基本波の共振周波数の奇数倍の周波数で共振し、
一般的には3次、5次、7次等のモードが使用される。Therefore, when the resonance frequency is increased, the thickness of the crystal piece becomes thin, and the manufacture becomes extremely difficult due to the strength of the crystal piece and problems in processing. Therefore, when a crystal oscillator having a high resonance frequency is required, the overtone mode is used. In the overtone mode, it resonates at a frequency that is an odd multiple of the resonance frequency of the fundamental wave,
Generally, modes such as third order, fifth order, and seventh order are used.
【0004】しかしながら、通常の水晶振動子を用いた
発振回路では、オーバトーンの振動よりも基本波の振動
の方が強く励振される。このためオーバトーンの発振回
路では、出力側にオーバトーンの周波数に概略同調した
同調回路を設けて発振周波数を取り出すようにしてい
る。しかしながら同調回路を設けた発振回路では、同調
回路の調整を行う必要があり、しかも同調回路に用いる
コイルは形状も大きい。このため発振回路を無調整化
し、小型化するために、同調回路を用いることなく無調
整でオーバトーンの振動を得ることのできる水晶振動子
が望まれていた。However, in the oscillation circuit using the ordinary crystal oscillator, the vibration of the fundamental wave is excited more strongly than the vibration of the overtone. For this reason, in the overtone oscillation circuit, a tuning circuit that is substantially tuned to the overtone frequency is provided on the output side to extract the oscillation frequency. However, in the oscillation circuit provided with the tuning circuit, it is necessary to adjust the tuning circuit, and the coil used in the tuning circuit has a large shape. Therefore, in order to make the oscillation circuit unadjusted and downsize, there has been a demand for a crystal resonator that can obtain overtone vibration without adjustment without using a tuning circuit.
【0005】無調整でオーバトーンの振動を得るために
は、オーバトーンにおけるクリスタル・インピーダンス
(以下CIという)を、基本波のCIよりも小さくしな
ければならない。このためには、オーバトーンの振動を
容易に行えるようにするために、基本波の振動を抑制す
ることによって、相対的にオーバトーンのCIを小さく
することが考えられる。In order to obtain overtone vibration without adjustment, the crystal impedance (hereinafter referred to as CI) in the overtone must be smaller than the CI of the fundamental wave. To this end, in order to facilitate the vibration of the overtone, it is conceivable to suppress the vibration of the fundamental wave to relatively reduce the CI of the overtone.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、簡単な構成でオーバトーンのC
Iを基本波のCIよりも小さくすることができ、それに
よって水晶発振器に用いた場合に同調回路を用いること
なくオーバトーンの発振出力を得ることのできるオーバ
トーン用の水晶振動子を提供することを目的とするもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an overtone C with a simple structure.
To provide a crystal resonator for an overtone, in which I can be made smaller than the CI of a fundamental wave, whereby an oscillation output of an overtone can be obtained without using a tuning circuit when used in a crystal oscillator. The purpose is.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶のX軸又
はZ’軸方向に細長く形成したATカットの水晶片と、
この水晶片の表裏板面の中央部に対面して形成した励振
電極と、水晶片の各励振電極の幅方向の外側に形成した
基本波振動を抑制させる基本波抑制電極とを具備するこ
とを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided an AT-cut crystal piece elongated in the X-axis or Z'-axis direction of the crystal.
An excitation electrode formed facing the central portion of the front and back plate surfaces of this crystal piece, and a fundamental wave suppression electrode that suppresses fundamental vibration formed outside the width direction of each excitation electrode of the crystal piece. It is a feature.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1に示す水晶片
の平面図、図2に示す図1A−A線断面の厚みを誇張し
た断面図を参照して詳細に説明する。図中1は厚み滑り
振動を励振されるATカットの水晶片である。この水晶
片1は、人工水晶の結晶を結晶軸に対して所定の角度に
切断して板状に切り出し、X軸方向に細長い短冊形に成
形したものである。そして水晶片の表裏板面の各中央部
に対面して矩形の励振電極2を蒸着している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the plan view of the crystal piece shown in FIG. 1 and the sectional view of FIG. In the figure, 1 is an AT-cut crystal piece that is excited by thickness shear vibration. The crystal piece 1 is obtained by cutting a crystal of artificial quartz at a predetermined angle with respect to a crystal axis, cutting it into a plate shape, and molding it into a strip shape elongated in the X-axis direction. Then, rectangular excitation electrodes 2 are vapor-deposited so as to face the central portions of the front and back plate surfaces of the crystal piece.
【0009】各励振電極2は水晶片1の長手方向に沿っ
て、互いに反対方向の端部へ引出し電極3を延在させる
ようにしている。そして水晶片1の幅方向の各励振電極
2の外側に基本波抑制電極4を形成している。この基本
波抑制電極4は基本波の振動を抑制するために設けてい
る。したがって、基本波抑制電極4は水晶片1の幅方向
の辺縁部における厚み滑り振動を充分に抑制できるよう
に質量の大きいことが望ましい。Each of the excitation electrodes 2 is arranged so that the extraction electrode 3 extends along the longitudinal direction of the crystal blank 1 to opposite ends. Then, the fundamental wave suppression electrode 4 is formed outside each excitation electrode 2 in the width direction of the crystal piece 1. The fundamental wave suppression electrode 4 is provided to suppress the vibration of the fundamental wave. Therefore, it is desirable that the fundamental wave suppression electrode 4 has a large mass so as to sufficiently suppress the thickness shear vibration at the peripheral portion of the crystal piece 1 in the width direction.
【0010】このため基本波抑制電極4は励振電極2よ
りも膜厚を厚くしたり、質量の大きな物質を蒸着するこ
とにより大きな質量を得るようにしている。なお、水晶
片1は励振電極2に導出した引き出し電極3の端部を、
図示しない保持部材で保持して容器に気密に封じし、保
持部材を介して励振電極2を外部へ導出することは勿論
である。For this reason, the fundamental wave suppression electrode 4 is made thicker than the excitation electrode 2 or a large mass is obtained by vapor deposition of a substance having a large mass. In addition, the crystal piece 1 has an end portion of the extraction electrode 3 led out to the excitation electrode 2,
Of course, it is held by a holding member (not shown) and hermetically sealed in the container, and the excitation electrode 2 is led out to the outside via the holding member.
【0011】ところで図3に示すように、水晶片11に
電極12を形成して、厚み滑り振動を励振した場合、そ
の振動エネルギー13の分布を示す振動変位分布は、基
本波の場合は図3(a)に示すように水晶片の板面の辺
縁部まで広く分布しているのに対して、オーバトーンの
場合は図3(b)に示すように板面の中央部分に遍在し
ている。したがって水晶片の辺縁部に質量を付加した場
合、基本波の振動は著しく抑制されるのに比してオーバ
トーンの振動はほとんど抑制されない。By the way, as shown in FIG. 3, when the electrode 12 is formed on the crystal piece 11 and thickness shear vibration is excited, the vibration displacement distribution showing the distribution of the vibration energy 13 is as shown in FIG. As shown in (a), it is widely distributed up to the edge of the plate surface of the crystal piece, whereas in the case of overtone, it is ubiquitous in the central part of the plate surface as shown in FIG. 3 (b). ing. Therefore, when the mass is added to the peripheral portion of the crystal piece, the vibration of the fundamental wave is significantly suppressed, while the vibration of the overtone is hardly suppressed.
【0012】したがって上記実施例のような基本波抑制
電極14を形成した水晶振動子の振動変位分布は図4に
示すようになる。すなわち、基本波の場合は図4(a)
に示すように基本波抑制電極の存在によって振動は抑制
されて変位は小さくなる。したがってCIは大きくなり
振動し難くなる。これに対してオーバトーンの振動で
は、その振動変位は図4(b)に示すように板面の中央
部分に遍在しているために基本波抑制電極が存在しても
振動変位の大きさにあまり変化はない。Therefore, the vibration displacement distribution of the crystal oscillator having the fundamental wave suppression electrode 14 as in the above embodiment is as shown in FIG. That is, in the case of the fundamental wave, FIG.
As shown in (3), the presence of the fundamental wave suppression electrode suppresses the vibration and reduces the displacement. Therefore, CI becomes large and it becomes difficult to vibrate. On the other hand, in the case of overtone vibration, since the vibration displacement is ubiquitous in the central portion of the plate surface as shown in FIG. 4B, the magnitude of the vibration displacement is present even if the fundamental wave suppression electrode is present. Has not changed much.
【0013】したがってオーバトーンの変位は、基本波
のそれに比して相対的に大きくなり、オーバトーンの振
動のCIは低くなるために振動し易くなる。したがっ
て、この水晶振動子を、たとえば無調整発振回路に接続
した場合、オーバトーンの周波数で安定に発振すること
ができる。なお厚み滑り水晶振動子では、主面の周縁部
の厚みを薄く成形し、あるいは面取りを行うことによっ
て振動エネルギーを中央部分に閉じこめて良好な振動特
性を得ることが行われている。Therefore, the displacement of the overtone becomes relatively larger than that of the fundamental wave, and the CI of the vibration of the overtone becomes low, so that the vibration easily occurs. Therefore, when this crystal oscillator is connected to, for example, an unadjusted oscillation circuit, it can stably oscillate at an overtone frequency. In the thickness-slipped quartz crystal resonator, the peripheral edge of the main surface is thinly formed or chamfered to confine the vibration energy in the central portion to obtain good vibration characteristics.
【0014】しかして上記実施例のようなオーバトーン
用の水晶振動子では、主面に特に加工を施さないで均一
な厚みの平行平面にしておくことが望ましい。このよう
にすれば振動エネルギーが板面に広く分布する基本波振
動は、エネルギー閉じ込め効果を充分に得られず、その
CIは増大する。したがってオーバトーンのCIは相対
的に小さくなり、それによってオーバトーンの周波数で
振動し易くなる。However, in the crystal resonator for overtone as in the above-mentioned embodiment, it is desirable that the main surfaces are not processed to be parallel planes having a uniform thickness. By doing so, the fundamental wave vibration in which the vibration energy is widely distributed on the plate surface cannot sufficiently obtain the energy trapping effect, and the CI thereof increases. Therefore, the CI of the overtone becomes relatively small, which makes it easy to vibrate at the frequency of the overtone.
【0015】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば図5に示すように厚みを誇張した水
晶振動子の中央部の断面図のように、対面する基本波抑
制電極4を導通させてもよい。このようにすれば、励振
電極2によって厚み滑り振動を励振した際に発生した励
振エネルギーは、基本波抑制電極4に誘起されるが表裏
板面の基本波抑制電極4間で短絡されるために振動は抑
制される。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the fundamental wave suppressing electrode 4 facing the central wave suppressing electrode 4 can be formed as shown in the sectional view of the central portion of the crystal resonator with the thickness being exaggerated as shown in FIG. It may be conducted. By doing so, the excitation energy generated when the thickness shear vibration is excited by the excitation electrode 2 is induced in the fundamental wave suppression electrode 4, but is short-circuited between the fundamental wave suppression electrodes 4 on the front and back plate surfaces. Vibration is suppressed.
【0016】しかして、この基本波抑制電極4による圧
電振動を抑制する作用は、振動エネルギーが板面の全域
に広く分布する基本波の振動では大きな影響を受け、振
動エネルギーが板面の中央部に遍在するオーバトーンの
振動ではほとんど影響を受けない。したがって基本波抑
制電極4を設けることによって基本波の振動のCIは大
きくなって振動し難くなり、これに対してオーバトーン
の振動のCIは相対的に小さくなり振動し易くなる。However, the action of suppressing the piezoelectric vibration by the fundamental wave suppressing electrode 4 is greatly affected by the vibration of the fundamental wave in which the vibration energy is widely distributed over the entire plate surface, and the vibration energy is in the central portion of the plate surface. It is almost unaffected by the overtone vibration that is ubiquitous. Therefore, by providing the fundamental wave suppression electrode 4, the CI of the vibration of the fundamental wave becomes large and becomes difficult to vibrate, whereas the CI of the vibration of the overtone becomes relatively small and easily vibrates.
【0017】したがって、このような構成の基本波抑制
電極4を設けても上記実施例と同様に基本波の振動を抑
制し、オーバトーンの振動を容易に行える効果を奏する
ことができる。なお上述の他の実施例では、質量を付加
することによって振動を抑制するものではなく、誘起さ
れた電荷を短絡するようにしているので基本波抑制電極
は導電性を有する程度の厚みであればよく格別に大きな
質量を付加しなくともよい。Therefore, even if the fundamental wave suppression electrode 4 having such a structure is provided, the vibration of the fundamental wave can be suppressed and the overtone can be easily vibrated as in the above-described embodiment. In addition, in the other embodiments described above, vibration is not suppressed by adding mass, and the induced charges are short-circuited. It is not necessary to add a particularly large mass.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば基
本波の振動を抑制し、オーバトーンの振動を容易に行う
ことができ、水晶発振器に用いれば同調回路を用いるこ
となくオーバトーンの発振出力を得ることができるオー
バトーン用の水晶振動子を提供することができる。As described above in detail, according to the present invention, the vibration of the fundamental wave can be suppressed and the vibration of the overtone can be easily performed. When the crystal oscillator is used, the overtone is not used. It is possible to provide a crystal resonator for overtone that can obtain the oscillation output of.
【図1】本発明の一実施例の水晶振動子の電極配置を示
す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an electrode arrangement of a crystal resonator according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の水晶振動子のA−A線矢示断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the crystal unit shown in FIG.
【図3】従来の水晶振動子の振動変位を示す図で、図3
(a)は基本波、図3(b)はオーバトーンの振動変位
分布を示すものである。FIG. 3 is a diagram showing a vibration displacement of a conventional crystal unit.
FIG. 3A shows a fundamental wave, and FIG. 3B shows an overtone vibration displacement distribution.
【図4】本発明の水晶振動子の振動変位を示す図で、図
4(a)は基本波、図4(b)はオーバトーンの振動変
位分布を示すものである。FIG. 4 is a diagram showing a vibration displacement of a crystal resonator of the present invention, FIG. 4 (a) shows a fundamental wave, and FIG. 4 (b) shows an overtone vibration displacement distribution.
【図5】本発明の他の実施例の水晶振動子の中央部の断
面図である。FIG. 5 is a sectional view of a central portion of a crystal resonator according to another embodiment of the present invention.
1 水晶片 2 励振電極 3 引き出し電極 4 基本波抑制電極 1 Quartz piece 2 Excitation electrode 3 Extraction electrode 4 Fundamental wave suppression electrode
Claims (3)
たATカットの水晶片と、 この水晶片の表裏板面の中央部に対面して形成した励振
電極と、 上記水晶片の幅方向の各励振電極の外側に形成した基本
波振動を抑制する基本波抑制電極と、 を具備することを特徴とするオーバトーン用の水晶振動
子。1. An AT-cut crystal piece elongated in the X-axis or Z'-axis direction of the crystal, an excitation electrode formed facing the central portion of the front and back plate surfaces of the crystal piece, and the width of the crystal piece. A quartz resonator for overtone, comprising: a fundamental wave suppressing electrode that suppresses fundamental wave vibration formed outside each excitation electrode in the direction.
表裏板面の基本波抑制電極を互いに対面させて形成した
ことを特徴とするオーバトーン用の水晶振動子。2. A crystal resonator for overtone according to claim 1, wherein the fundamental wave suppression electrodes on the front and back plate surfaces of the crystal piece are formed so as to face each other.
表裏板面の基本波抑制電極を互いに導通させて形成した
ことを特徴とするオーバトーン用の水晶振動子。3. The crystal resonator for overtone according to claim 1, wherein the fundamental wave suppressing electrodes on the front and back plate surfaces of the crystal piece are formed so as to be electrically connected to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32234195A JPH09139651A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Crystal oscillator for overtone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32234195A JPH09139651A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Crystal oscillator for overtone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09139651A true JPH09139651A (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=18142570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32234195A Pending JPH09139651A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Crystal oscillator for overtone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09139651A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000052821A1 (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibration device |
DE19854912C2 (en) * | 1997-12-16 | 2001-07-12 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric resonator |
JP2001339272A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Kyocera Corp | Piezoelectric resonator |
WO2007091433A1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator |
WO2007091376A1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric oscillator |
JP2021029013A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 京セラ株式会社 | Crystal element, crystal device, and electronic apparatus |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP32234195A patent/JPH09139651A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19854912C2 (en) * | 1997-12-16 | 2001-07-12 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric resonator |
US6274964B1 (en) | 1997-12-16 | 2001-08-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator |
WO2000052821A1 (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibration device |
US6518688B1 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibration device |
JP2001339272A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Kyocera Corp | Piezoelectric resonator |
WO2007091376A1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric oscillator |
WO2007091433A1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator |
GB2447192A (en) * | 2006-02-08 | 2008-09-03 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric vibrator |
JPWO2007091433A1 (en) * | 2006-02-08 | 2009-07-02 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric vibrator |
US7583007B2 (en) | 2006-02-08 | 2009-09-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator |
GB2447192B (en) * | 2006-02-08 | 2011-02-02 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric vibrator |
JP4811411B2 (en) * | 2006-02-08 | 2011-11-09 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric vibrator |
JP2021029013A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 京セラ株式会社 | Crystal element, crystal device, and electronic apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007158486A (en) | Crystal resonator element, crystal resonator, and crystal oscillator | |
JP2008236439A (en) | Quartz oscillating piece | |
US6362561B1 (en) | Piezoelectric vibration device and piezoelectric resonance component | |
JP3096472B2 (en) | SC-cut crystal unit | |
JPH09139651A (en) | Crystal oscillator for overtone | |
JPH0349307A (en) | Rectangular crystal resonator for overtone | |
JP2001257558A (en) | Piezoelectric vibrator | |
JPH0888536A (en) | Overtone rectangular crystal oscillator | |
JP2884569B2 (en) | Method of manufacturing rectangular AT-cut quartz resonator for overtone | |
JP2884568B2 (en) | Manufacturing method of rectangular AT-cut quartz resonator | |
JPH0537533Y2 (en) | ||
JPH0463009A (en) | Thickness-shear crystal resonator | |
JPH0795005A (en) | Electrode structure of piezoelectric vibrator | |
JPS59148421A (en) | Piezoelectric resonator | |
JP2004304448A (en) | Crystal diaphragm | |
JPH0515528U (en) | AT-cut overtone crystal unit | |
JPH06303086A (en) | Electrode structure for piezoelectric vibrator | |
JPH04167809A (en) | At-cut thickness shear crystal resonator | |
JP2004153596A (en) | Method for adjusting frequency of crystal oscillator | |
JPS587702Y2 (en) | Width-slip crystal oscillator | |
JPS5912805Y2 (en) | Width shear oscillator | |
JPH0810811B2 (en) | Structure of piezoelectric resonator for overtone oscillation | |
JPH05343944A (en) | Piezoelectric resonator | |
JPH07202628A (en) | Piezoelectric resonator | |
JPH077363A (en) | Crystal oscillator of sc cut |