JPH0918279A - 水晶振動子 - Google Patents
水晶振動子Info
- Publication number
- JPH0918279A JPH0918279A JP18642495A JP18642495A JPH0918279A JP H0918279 A JPH0918279 A JP H0918279A JP 18642495 A JP18642495 A JP 18642495A JP 18642495 A JP18642495 A JP 18642495A JP H0918279 A JPH0918279 A JP H0918279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cut
- electrodes
- temperature
- frequency
- angle
- 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
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、ＢＴカットの水晶振動子を用
いた水晶発振器自体を小型化することにある。 【構成】Ｙ板をＸ軸の回りに−５０°程回転して切り出
されたＢＴカットの厚みすべり水晶振動子の、厚み方向
に対面する片面に傾斜の違う２面を有することで２つの
違ったカットアングルをもたせ、それぞれに電極を形成
して並列に接続することで、２つのカットアットグルか
ら得られるそれぞれに頂点温度を持つ負の二次曲線特性
間で、一番周波数の高い所をほぼトレースすることで周
波数温度特性を改善した水晶振動子で水晶発振器を構成
することで小型化の実現ができた。
いた水晶発振器自体を小型化することにある。 【構成】Ｙ板をＸ軸の回りに−５０°程回転して切り出
されたＢＴカットの厚みすべり水晶振動子の、厚み方向
に対面する片面に傾斜の違う２面を有することで２つの
違ったカットアングルをもたせ、それぞれに電極を形成
して並列に接続することで、２つのカットアットグルか
ら得られるそれぞれに頂点温度を持つ負の二次曲線特性
間で、一番周波数の高い所をほぼトレースすることで周
波数温度特性を改善した水晶振動子で水晶発振器を構成
することで小型化の実現ができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】水晶振動子の周波数温度特性改善
の技術に関する。
の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術では、ＢＴカットの水晶振動子
を用いた水晶発振器の周波数温度特性を改善する場合
に、頂点温度の異なる水晶振動子を複数個並列接続して
用いると、振動子の周波数温度特性の一番周波数の高い
所をほぼトレースした特性になることは一般的に知られ
ている。
を用いた水晶発振器の周波数温度特性を改善する場合
に、頂点温度の異なる水晶振動子を複数個並列接続して
用いると、振動子の周波数温度特性の一番周波数の高い
所をほぼトレースした特性になることは一般的に知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機器の小型化
に伴い発振器の小型化が望まれているので、水晶振動子
を複数個使用することは、発振器の小型化を妨げると言
う課題があった。
に伴い発振器の小型化が望まれているので、水晶振動子
を複数個使用することは、発振器の小型化を妨げると言
う課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】一つの水晶振動子に、複
数のカットアングルをもたせてそれぞれに電極を形成し
て並列に接続することにより、一つの水晶振動子に複数
の頂点温度を備えた一つの水晶振動子にすることによ
り、課題が解決された。
数のカットアングルをもたせてそれぞれに電極を形成し
て並列に接続することにより、一つの水晶振動子に複数
の頂点温度を備えた一つの水晶振動子にすることによ
り、課題が解決された。
【０００５】
【背景】ＢＴカットの水晶振動子はＹ板をＸ軸の回りに
−５０°程回転して（これをカットアングルと呼ぶ）し
て得られた、いわゆる回転Ｙ板水晶板である。図２に示
すようにその周波数温度特性は常温付近では、上に凸の
二次曲線でその頂点温度はカットアングルに依存し、−
４９°０８’ではほぼ２５℃付近になる。そして、頂点
温度はカットアングルの絶対値が大きくなると低い方
へ、小さくすると高い方へ移動する。
−５０°程回転して（これをカットアングルと呼ぶ）し
て得られた、いわゆる回転Ｙ板水晶板である。図２に示
すようにその周波数温度特性は常温付近では、上に凸の
二次曲線でその頂点温度はカットアングルに依存し、−
４９°０８’ではほぼ２５℃付近になる。そして、頂点
温度はカットアングルの絶対値が大きくなると低い方
へ、小さくすると高い方へ移動する。
【０００６】従来技術では、水晶振動子は指定される頂
点温度になる様にそれぞれのカットアングルに合わせ
て、水晶振動子の表裏が平行になるように製作されてい
た。しかし、水晶振動子の表裏のカットアングルに少し
差を与える（少し楔状態になる）と、その時の頂点温度
はほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相当するも
のとなる。
点温度になる様にそれぞれのカットアングルに合わせ
て、水晶振動子の表裏が平行になるように製作されてい
た。しかし、水晶振動子の表裏のカットアングルに少し
差を与える（少し楔状態になる）と、その時の頂点温度
はほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相当するも
のとなる。
【０００７】前記の手法を用いると、図４に示すごとく
片面を−４９°０８’（ＢＴカット）で切り出し、対面
する他の面の片方の端から−４９°０８’よりカットア
ングルの絶対値が大きくなる角度（頂点温度Ｂ）の面を
水晶振動子のほぼ中央迄形成（研磨）し、他の端から−
４９°０８’よりカットアングルの絶対値が小さくなる
角度（頂点温度Ａ）の面を水晶振動子のほぼ中央迄形成
（研磨）し、それぞれの面に電極を形成すると共に−４
９°０８’それぞれの面の電極に対向する電極を形成す
る。このようにすることで、一つの水晶振動子にカット
アングルの異なる２つの水晶振動子が形成できる。
片面を−４９°０８’（ＢＴカット）で切り出し、対面
する他の面の片方の端から−４９°０８’よりカットア
ングルの絶対値が大きくなる角度（頂点温度Ｂ）の面を
水晶振動子のほぼ中央迄形成（研磨）し、他の端から−
４９°０８’よりカットアングルの絶対値が小さくなる
角度（頂点温度Ａ）の面を水晶振動子のほぼ中央迄形成
（研磨）し、それぞれの面に電極を形成すると共に−４
９°０８’それぞれの面の電極に対向する電極を形成す
る。このようにすることで、一つの水晶振動子にカット
アングルの異なる２つの水晶振動子が形成できる。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を
説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象
を示すものとする。図１に本発明の斜視図を示す。Ｙ板
をＸ軸を中心に−４９°０８’傾けた角度で切りだした
ＢＴカットの短冊形状の水晶振動子１はＹ’軸方向に厚
みすべり振動を有し、Ｙ’軸の厚み方向に対面する面に
電極２を付けることにより水晶振動子１が励振される。
一般的には、水晶振動子１に電極２を付ける対面する面
（表裏）は平行に加工されるが、本発明では同一水晶振
動子１のＹ’軸厚み方向の対面する片面に傾斜の違う２
辺を有することで、２つの頂点温度の違った温度特性を
もった周波数温度特性カーブを備えることができる。な
お、電極２間接続は並列電極接続で行う。
説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象
を示すものとする。図１に本発明の斜視図を示す。Ｙ板
をＸ軸を中心に−４９°０８’傾けた角度で切りだした
ＢＴカットの短冊形状の水晶振動子１はＹ’軸方向に厚
みすべり振動を有し、Ｙ’軸の厚み方向に対面する面に
電極２を付けることにより水晶振動子１が励振される。
一般的には、水晶振動子１に電極２を付ける対面する面
（表裏）は平行に加工されるが、本発明では同一水晶振
動子１のＹ’軸厚み方向の対面する片面に傾斜の違う２
辺を有することで、２つの頂点温度の違った温度特性を
もった周波数温度特性カーブを備えることができる。な
お、電極２間接続は並列電極接続で行う。
【０００９】この時、各々の傾斜角のカットアングルに
対する実際得られる頂点温度の周波数温度特性カーブの
カットアングルは、水晶振動子１の対面する面のＹ’軸
厚み方向のほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相
当し、頂点温度Ａ、頂点温度Ｂの周波数温度特性カーブ
が得られる。
対する実際得られる頂点温度の周波数温度特性カーブの
カットアングルは、水晶振動子１の対面する面のＹ’軸
厚み方向のほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相
当し、頂点温度Ａ、頂点温度Ｂの周波数温度特性カーブ
が得られる。
【００１０】図２に２種類の頂点温度Ａ、Ｂの違った周
波数温度特性カーブを示すが、図１に示す水晶振動子１
のＹ’厚み方向の対面する片面に傾斜の違う２面の、左
の傾斜のカットアングルで得られた周波数温度特性の頂
点温度Ａと、右の傾斜のカットアングルで得られた周波
数温度特性の頂点温度Ｂでは異なる為、わずかなカット
アングルの違いにより頂点温度がずれることが分かる。
波数温度特性カーブを示すが、図１に示す水晶振動子１
のＹ’厚み方向の対面する片面に傾斜の違う２面の、左
の傾斜のカットアングルで得られた周波数温度特性の頂
点温度Ａと、右の傾斜のカットアングルで得られた周波
数温度特性の頂点温度Ｂでは異なる為、わずかなカット
アングルの違いにより頂点温度がずれることが分かる。
【００１１】図３にこの水晶振動子１を用いた、水晶発
振器の周波数温度特性の実験値である、２種類の温度特
性カーブの一番周波数の高い所をほぼトレースした特性
を示している。図２で得られた頂点温度の違った周波数
温度特性カーブで一定の温度範囲内で見た場合、２種類
の周波数温度特性カーブは各々の頂点温度Ａ、頂点温度
Ｂを持つ周波数温度特性の周波数の高い方を優先に変化
し、全体的な周波数の温度特性は、２つの二次曲線内の
Ｔ１〜Ｔ２の温度範囲において、温度に対する周波数の
変化量を最小に抑えることができる。
振器の周波数温度特性の実験値である、２種類の温度特
性カーブの一番周波数の高い所をほぼトレースした特性
を示している。図２で得られた頂点温度の違った周波数
温度特性カーブで一定の温度範囲内で見た場合、２種類
の周波数温度特性カーブは各々の頂点温度Ａ、頂点温度
Ｂを持つ周波数温度特性の周波数の高い方を優先に変化
し、全体的な周波数の温度特性は、２つの二次曲線内の
Ｔ１〜Ｔ２の温度範囲において、温度に対する周波数の
変化量を最小に抑えることができる。
【００１２】なお、ＢＴカットアングルにおける頂点温
度は、Ｙ板をＸ軸を中心に−４９°０８’傾けた角度で
切りだした時に、およそ２５℃となる負の二次曲線が得
られる。また、カットアングルを−４８°２０’で切り
だすとおよそ４０℃に頂点温度を変えられることから、
１°４８’で１５℃の頂点温度変化を行うことができ
る。本発明では、水晶振動子１の対面する面のＹ’軸厚
み方向のほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相当
することから、頂点温度を４０℃に設定する場合の実際
の加工外形面でのカットアングルは、主面の平面のカッ
トアングル角−４９°０８’に対して＋３°３６’（−
４５°３２’）のカットアングルで切りだすことにな
る。
度は、Ｙ板をＸ軸を中心に−４９°０８’傾けた角度で
切りだした時に、およそ２５℃となる負の二次曲線が得
られる。また、カットアングルを−４８°２０’で切り
だすとおよそ４０℃に頂点温度を変えられることから、
１°４８’で１５℃の頂点温度変化を行うことができ
る。本発明では、水晶振動子１の対面する面のＹ’軸厚
み方向のほぼ表裏のカットアングルの中間の角度に相当
することから、頂点温度を４０℃に設定する場合の実際
の加工外形面でのカットアングルは、主面の平面のカッ
トアングル角−４９°０８’に対して＋３°３６’（−
４５°３２’）のカットアングルで切りだすことにな
る。
【００１３】図５は、本発明のＢＴカット厚みすべり水
晶振動子１の一方の主面は平面で、他方の面に曲率を持
つ面を形成した水晶振動子１の断面図と斜視図である。
水晶振動子１の発振周波数が１０ＭＨｚ付近を境に低い
周波数の場合には、振動エネルギーをより効率良く水晶
振動子１上に閉じ込めるために、既に記述した同一水晶
振動子１のＹ’軸厚み方向の対面する面にそれぞれ曲率
を設けた。
晶振動子１の一方の主面は平面で、他方の面に曲率を持
つ面を形成した水晶振動子１の断面図と斜視図である。
水晶振動子１の発振周波数が１０ＭＨｚ付近を境に低い
周波数の場合には、振動エネルギーをより効率良く水晶
振動子１上に閉じ込めるために、既に記述した同一水晶
振動子１のＹ’軸厚み方向の対面する面にそれぞれ曲率
を設けた。
【００１４】曲率面には、曲率の頂上の線を対象軸とし
て２つの電極２を設け、該２つの電極２と対向する一方
の主面に２つの電極２を設け、各々の電極２を並列接続
する。この時、曲率に対する、カットアングルは、曲率
Ａの電極２の円弧の弦Ａと、曲率Ｂの電極２の円弧の弦
Ｂとで得られた傾斜角と、水晶振動子１の対面する主面
のＹ’軸厚み方向のカットアングルの中間の角度に相当
する。
て２つの電極２を設け、該２つの電極２と対向する一方
の主面に２つの電極２を設け、各々の電極２を並列接続
する。この時、曲率に対する、カットアングルは、曲率
Ａの電極２の円弧の弦Ａと、曲率Ｂの電極２の円弧の弦
Ｂとで得られた傾斜角と、水晶振動子１の対面する主面
のＹ’軸厚み方向のカットアングルの中間の角度に相当
する。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、ＢＴカットの水晶振動子
において、１個の水晶振動子の中に複数の周波数温度特
性（頂点温度）の厚み振動子が実現できたので、従来複
数個使用していたものが、１個で実現でき、発振器の小
型化に非常に効果があった。
において、１個の水晶振動子の中に複数の周波数温度特
性（頂点温度）の厚み振動子が実現できたので、従来複
数個使用していたものが、１個で実現でき、発振器の小
型化に非常に効果があった。
【図１】本発明の水晶振動子の斜視図と水晶電極結線を
示した図である。
示した図である。
【図２】本発明で得られる、２種類の負の二次曲線を示
したグラフである。
したグラフである。
【図３】本発明で得られた二次曲線と、温度範囲内での
周波数温度特性を示したグラフである。
周波数温度特性を示したグラフである。
【図４】本発明を説明するＢＴカットの切りだし角の概
略図である。
略図である。
【図５】２つの傾斜角面に曲率を設けた水晶振動子の断
面図と斜視図である。
面図と斜視図である。
１ 水晶振動子 ２ 電極
Claims (3)
- 【請求項１】Ｙ板をＸ軸の回りに−５０°程回転して切
り出されたＢＴカット厚みすべり水晶振動子において、 一方の主面は平面で、他方の面にＸ軸に沿う稜線を持
ち、該一方の主面に対して２つの異なる角度を持ち、２
つの角度の面それぞれに電極を設け、該それぞれの電極
に対向した位置の該一方の主面に電極を設けたことを特
徴とする水晶振動子。 - 【請求項２】隣接する該それぞれの電極を相互に接続
し、かつ該主面の２つの電極を相互に接続したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の水晶振動子。 - 【請求項３】Ｙ板をＸ軸の回りに−５０°程回転して切
り出されたＢＴカット厚みすべり水晶振動子において、 一方の主面は平面で、他方の面が曲率を持つ面で曲率の
頂上の線を対象軸として２つの電極を設け、該２つの電
極と対向して該一方の主面に２つの電極を設けたことを
特徴とする水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18642495A JPH0918279A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18642495A JPH0918279A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918279A true JPH0918279A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=16188189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18642495A Pending JPH0918279A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0918279A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010268428A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-11-25 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 改善特性を有する共振装置 |
| JP2021068941A (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、発振器、電子機器、及び移動体 |
| JP2021182690A (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、発振器、電子機器、及び移動体 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP18642495A patent/JPH0918279A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010268428A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-11-25 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 改善特性を有する共振装置 |
| JP2021068941A (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、発振器、電子機器、及び移動体 |
| JP2021182690A (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、発振器、電子機器、及び移動体 |
| US12088277B2 (en) | 2020-05-19 | 2024-09-10 | Seiko Epson Corporation | Vibration device and oscillator |
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