JPS5816367B2 - スイシヨウシンドウシ - Google Patents
スイシヨウシンドウシInfo
- Publication number
- JPS5816367B2 JPS5816367B2 JP10179075A JP10179075A JPS5816367B2 JP S5816367 B2 JPS5816367 B2 JP S5816367B2 JP 10179075 A JP10179075 A JP 10179075A JP 10179075 A JP10179075 A JP 10179075A JP S5816367 B2 JPS5816367 B2 JP S5816367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- degrees
- axis
- electrode
- crystal
- heating electrode
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/08—Holders with means for regulating temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、加熱電極を水晶板上に配置して温度補償する
水晶振動子に関するものである。
水晶振動子に関するものである。
従来より水晶板上に有する励振電極の周縁部に加熱電極
を配置することは知られている。
を配置することは知られている。
例えば、実公昭３８−９０９に記載された水晶振動子は
、第１図に示すように励振電極１，２が設けられた水晶
体３の周縁部に開環リング状の加熱電極４が設けられて
いる。
、第１図に示すように励振電極１，２が設けられた水晶
体３の周縁部に開環リング状の加熱電極４が設けられて
いる。
このような水晶振動子は、開環リング状の加熱電極４を
熱源としてそれ自体温度制御素子機能を有する正特性温
度係数抵抗体を用いるが、または別に温度制御素子を用
いて温度制御することより周波数温度特性をより安定に
する目的で温度補償が行なわれる。
熱源としてそれ自体温度制御素子機能を有する正特性温
度係数抵抗体を用いるが、または別に温度制御素子を用
いて温度制御することより周波数温度特性をより安定に
する目的で温度補償が行なわれる。
そしてその利点は、消費電力が少なくして、定常状態に
達するまでの時間が非常に短かいことにある。
達するまでの時間が非常に短かいことにある。
しかし、水晶体は、熱源と直接固着されているため、加
熱電極から発生する熱応力を受けて内部歪を引き起こす
。
熱電極から発生する熱応力を受けて内部歪を引き起こす
。
この内部歪は、水晶振動子の共振周波数を変動ぞしめ、
この変動に対して前述した温度制御能力を失い、水晶振
動子の周波数温度特性に対して実質上補償不可能ならし
めてしまう。
この変動に対して前述した温度制御能力を失い、水晶振
動子の周波数温度特性に対して実質上補償不可能ならし
めてしまう。
それ故、加熱電極を配置して水晶振動子の周波数温度特
性を温度補償する技術思想は、従来古くからあったが、
高安定度の水晶振動子を製作するまで至っていなかった
。
性を温度補償する技術思想は、従来古くからあったが、
高安定度の水晶振動子を製作するまで至っていなかった
。
本発明者は、このような問題点について鋭意研究を重ね
た結果、加熱電極から発生する熱応力それ自体は打消し
得ないとしても、水晶体の結晶軸と加熱電極の配置との
関係において、熱応力に基つく水晶体への内部歪を全体
として実質的に中和できることを見出−この知見に基つ
いて本発明をなすに至った。
た結果、加熱電極から発生する熱応力それ自体は打消し
得ないとしても、水晶体の結晶軸と加熱電極の配置との
関係において、熱応力に基つく水晶体への内部歪を全体
として実質的に中和できることを見出−この知見に基つ
いて本発明をなすに至った。
本発明は、水晶板上に有する励振電極の周縁部に加熱電
極が配置された水晶振動子において、該水晶板上に有す
る励振電極の周縁部に加熱電極が配置された水晶振動子
において、該水晶板がＸ。
極が配置された水晶振動子において、該水晶板上に有す
る励振電極の周縁部に加熱電極が配置された水晶振動子
において、該水晶板がＸ。
Ｚ軸平面に平行にさい出され、該加熱電極が、熱応力に
基つく該水晶板の内部歪によるマイナスの周波数変化率
を現わすＺ’Ｎから２５±５度までの角度領域と、該内
部歪によるプラスの周波数変化率を現わす２′軸から２
５±５度を越える角度領域とにそれぞれ配置しているこ
とを特徴とする水晶振動子である。
基つく該水晶板の内部歪によるマイナスの周波数変化率
を現わすＺ’Ｎから２５±５度までの角度領域と、該内
部歪によるプラスの周波数変化率を現わす２′軸から２
５±５度を越える角度領域とにそれぞれ配置しているこ
とを特徴とする水晶振動子である。
ここで、Ｘｚ軸平面とは、水晶における結晶軸ｘ、ｙ、
ｚのうちＸ軸とｉ−とを有する平面であり、２−は、Ｘ
軸を中心にＹＺ軸平面を回転した後の２軸を指すもので
あり、この回転角は水晶振動子の周波数温度特性との関
係で予め所望値に定されている。
ｚのうちＸ軸とｉ−とを有する平面であり、２−は、Ｘ
軸を中心にＹＺ軸平面を回転した後の２軸を指すもので
あり、この回転角は水晶振動子の周波数温度特性との関
係で予め所望値に定されている。
角度領域の回転方向については１反時計回転方向と時計
回転方向のいずれか一方又は両方をとることができる。
回転方向のいずれか一方又は両方をとることができる。
以下、本発明を実施例の図示をもって詳細に説明する。
先ず、本発明の理解を容易ならしめるため１本発明が生
まれた基礎実験を説明する。
まれた基礎実験を説明する。
第２図のＡ、 Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥは基礎実験に使用し
た水晶振動子の加熱電極配置図である。
た水晶振動子の加熱電極配置図である。
Ａ、Ｂ、（、ＤおよびＥの各図に示す加熱電極４、．４
２，４３，４４および４６．運びに４３，４□４３．４
４および４．は、Ｘ／軸平面に平行な水晶板３の板面上
中心部に配置された励振電極」の周縁部に配置され、そ
れぞれｚＭから時計反回転方向、並びに時計回転方向に
１０度、２０度、４０度、６０度および９０度の角度領
域まで配置している。
２，４３，４４および４６．運びに４３，４□４３．４
４および４．は、Ｘ／軸平面に平行な水晶板３の板面上
中心部に配置された励振電極」の周縁部に配置され、そ
れぞれｚＭから時計反回転方向、並びに時計回転方向に
１０度、２０度、４０度、６０度および９０度の角度領
域まで配置している。
このような加熱電極が配置された水晶振動子を使用して
、各加熱電極に供給すべき電力を一定（６０ｍＷ ）に
保持しながら、各水晶振動子の共振周波数を周囲温度一
定（室温）状態で測定した。
、各加熱電極に供給すべき電力を一定（６０ｍＷ ）に
保持しながら、各水晶振動子の共振周波数を周囲温度一
定（室温）状態で測定した。
ところで、加熱電極において電力消費することより、水
晶板自体が温度上昇するので、その温度上昇分による共
振周波数の変化量を差引かねばならない。
晶板自体が温度上昇するので、その温度上昇分による共
振周波数の変化量を差引かねばならない。
そのために、温度上昇の定常状態に達した後、水晶板自
体の温度を測定し、その温度における水晶振動子の共振
周波数を予め測定しておく。
体の温度を測定し、その温度における水晶振動子の共振
周波数を予め測定しておく。
加熱電極による温度上昇分の共振周波数変化量を差引い
た残りの共振周波数特性は、加熱電極の重量負荷の他に
、熱応力に基つく水晶板の内部歪により変動することが
確認された。
た残りの共振周波数特性は、加熱電極の重量負荷の他に
、熱応力に基つく水晶板の内部歪により変動することが
確認された。
そして一定小面積の加熱電極の中心が位置する角度に対
する共振周波数特性曲線図は、横軸に２゜軸からの角度
θ（度）、縦軸に周波数変化率△Ｆ／Ｆｌｒもって第３
図で示される。
する共振周波数特性曲線図は、横軸に２゜軸からの角度
θ（度）、縦軸に周波数変化率△Ｆ／Ｆｌｒもって第３
図で示される。
同図における角度θの士は、十が時計反回転方向、−が
時計回転方向のそれぞれの向きを示している。
時計回転方向のそれぞれの向きを示している。
第３図に示す特性曲線図により、熱応力に基つく水晶板
の内部歪等による、温度上昇分以外の共振周波数は、加
熱電極が位置する角度領域がＯ〜２５土５（−２５±５
）度の角度領域と、２５±５（−２５±５）度を越える
角度領域にある場合。
の内部歪等による、温度上昇分以外の共振周波数は、加
熱電極が位置する角度領域がＯ〜２５土５（−２５±５
）度の角度領域と、２５±５（−２５±５）度を越える
角度領域にある場合。
それぞれマイナスおよびプラスの変化率を現わすことが
分る。
分る。
したがって、このような共振周波数変化率を打消すべき
補償は、前述げζマイナスおよ１びプラスの変化率を相
殺すること、すなわち、加熱電極をＺ′軸から２５±５
（−２５±５）度までのマイナス周波数変化率を現わす
角度領域と、２′軸から２５±５ （−２５±５）度を
越えるプラス周波数変化率を現わす角度領域とにそれぞ
れ配置することにより達成できる。
補償は、前述げζマイナスおよ１びプラスの変化率を相
殺すること、すなわち、加熱電極をＺ′軸から２５±５
（−２５±５）度までのマイナス周波数変化率を現わす
角度領域と、２′軸から２５±５ （−２５±５）度を
越えるプラス周波数変化率を現わす角度領域とにそれぞ
れ配置することにより達成できる。
例えば、第３図に示すように、角度θが中領域において
４０〜７０度および一領域において−４０〜−７０度の
角度領域、または士の両頭域にまたがって総合的に変化
率を相殺する場合、角度θを絶対値として表わせば、一
方の領域において４０度以下他方の領域において８０度
以下の角度領域に加熱電極を配置することより、加熱電
極から発生する熱応力に基づく水晶板の内部歪等による
共振周波数変動量を少なくすることができる。
４０〜７０度および一領域において−４０〜−７０度の
角度領域、または士の両頭域にまたがって総合的に変化
率を相殺する場合、角度θを絶対値として表わせば、一
方の領域において４０度以下他方の領域において８０度
以下の角度領域に加熱電極を配置することより、加熱電
極から発生する熱応力に基づく水晶板の内部歪等による
共振周波数変動量を少なくすることができる。
第４図は１本発明の一実施例である水晶振動子の要部の
み示す構造図であって、Ａが正面図、Ｂが裏面図である
。
み示す構造図であって、Ａが正面図、Ｂが裏面図である
。
水晶板からは、Ｘ／軸平面に平行な円板であって、励振
電極６および１がそれぞれ水晶板５０表裏面中心部に金
、銀またはアルミニウム等の導電材を使用して真空蒸着
技術により固着形成されている。
電極６および１がそれぞれ水晶板５０表裏面中心部に金
、銀またはアルミニウム等の導電材を使用して真空蒸着
技術により固着形成されている。
励振電極６および１と電力供給を兼ねた支持線８および
９とは、それぞれ引出電極１０および１１全通して電気
接続されている。
９とは、それぞれ引出電極１０および１１全通して電気
接続されている。
なお、補助電極１０′および１１贅、引出電極１０およ
び１１と支持線８および９とのそれぞれにおける電気接
続および支持機能を良好ならしめるため、引出電極１０
および１１に対し水晶板を介して対間する位置にそれぞ
れ配置されている。
び１１と支持線８および９とのそれぞれにおける電気接
続および支持機能を良好ならしめるため、引出電極１０
および１１に対し水晶板を介して対間する位置にそれぞ
れ配置されている。
加熱電極１２は、材質としてニッケルクロム合金または
銅ニツケル合金等の抵抗材を真空蒸着技術によって、励
振電極６に接触しない周縁部に開環リング状に固着形成
した後、前述した引出電極１０および加熱電極１２専用
の引出電極１３が図示のように配置されているので、開
環リング状の両端部は、一方において引出電極１０に他
方において引出電極１３にそれぞれ電気接続され、それ
ぞれ支持線８および１４にまで電気接続されている。
銅ニツケル合金等の抵抗材を真空蒸着技術によって、励
振電極６に接触しない周縁部に開環リング状に固着形成
した後、前述した引出電極１０および加熱電極１２専用
の引出電極１３が図示のように配置されているので、開
環リング状の両端部は、一方において引出電極１０に他
方において引出電極１３にそれぞれ電気接続され、それ
ぞれ支持線８および１４にまで電気接続されている。
次に、加熱電極１２は、Ｘ軸方向の周縁部に導電材を真
空蒸着技術によって固着形成された短絡電極１５によっ
て実効的には１２′および１２“に分割され、加熱電極
１２の一部であった１２ はその両端が短絡電極１５Ｖ
Ｃよって短絡されているので、抵抗成分を無くしている
。
空蒸着技術によって固着形成された短絡電極１５によっ
て実効的には１２′および１２“に分割され、加熱電極
１２の一部であった１２ はその両端が短絡電極１５Ｖ
Ｃよって短絡されているので、抵抗成分を無くしている
。
結局、加熱電極１２は、実効上、ｉ軸から両側に角度φ
の領域［１２’および１２“が配置されたことになる。
の領域［１２’および１２“が配置されたことになる。
勿論、短絡電極１５を配置せずに。加熱電極１２を１２
′および１２“に初めから分割しておいてもよい。
′および１２“に初めから分割しておいてもよい。
この角度φは、前述した第２図および第３図より求めた
角度θとは違って、〆軸力・ら千両回転方向に等角度で
表示している。
角度θとは違って、〆軸力・ら千両回転方向に等角度で
表示している。
ここで、実際に角度φを８０度から１４０度まで変えて
、加熱電極１２′および１２″による電力値をパラメー
タとして周囲温度Ｔ （’Ｃ）に対する共振周波数変化
率△ｆ／ｆ の特性曲線図における極小値を実験により
求めた結果、第５図に示すように角度φ対周波数変化率
温度係数δ（△ｆ／ｆ ）／ａ Ｔ（ｐｐｍ／ｄｅ ｇ
） ％性向線図が得られた。
、加熱電極１２′および１２″による電力値をパラメー
タとして周囲温度Ｔ （’Ｃ）に対する共振周波数変化
率△ｆ／ｆ の特性曲線図における極小値を実験により
求めた結果、第５図に示すように角度φ対周波数変化率
温度係数δ（△ｆ／ｆ ）／ａ Ｔ（ｐｐｍ／ｄｅ ｇ
） ％性向線図が得られた。
第５図に示す特性曲線図より、角度φが８０度から１４
０度の範囲において、周波数変化率温度係数δ（△ｆ／
ｆ）／δＴは、０．１３ ｐｐ ｍ／ ｄｅ ｇ以下で
あることが分る。
０度の範囲において、周波数変化率温度係数δ（△ｆ／
ｆ）／δＴは、０．１３ ｐｐ ｍ／ ｄｅ ｇ以下で
あることが分る。
この角度φが８０度から１４０度の範囲において周波数
変化率温度係数を小さくできたのは、正しく、前述した
角度θが２軸から４０度以上７０度以下の角度領域、例
えば／軸から６５度までの角度領域に相当し、この角度
領域は、Ｚ軸から２５±５度までのマイナスの周波数変
化率を現わす角度領域部分と、２５±５度から６５度ま
でのプラスの周波数変化率を現わす角度領域部分を占め
て、熱応力に基つく水晶板の内部歪等による共振周波数
変動を小さくしている。
変化率温度係数を小さくできたのは、正しく、前述した
角度θが２軸から４０度以上７０度以下の角度領域、例
えば／軸から６５度までの角度領域に相当し、この角度
領域は、Ｚ軸から２５±５度までのマイナスの周波数変
化率を現わす角度領域部分と、２５±５度から６５度ま
でのプラスの周波数変化率を現わす角度領域部分を占め
て、熱応力に基つく水晶板の内部歪等による共振周波数
変動を小さくしている。
また、実施例として図示していないが、／軸から士の両
回転方向にあってそれぞれの角度が一方において４０度
以下他方において８０度以下の角度領域に加熱電極を配
置すれば、前述した実施例と同様な作用効果が得られる
ことが確認されている。
回転方向にあってそれぞれの角度が一方において４０度
以下他方において８０度以下の角度領域に加熱電極を配
置すれば、前述した実施例と同様な作用効果が得られる
ことが確認されている。
力・＜シて、本発明の水晶振動子によれば、直熱型およ
び傍熱型における利点、即ち加熱電極が水晶板に固着さ
れて直接伝熱作用するので、消費電力を少なくして定常
状態に達するまでの応答時間を短かくすることができる
ことおよび水晶板の結晶軸と加熱電極の配置との関係力
・ら熱応力に基づく水晶板への内部歪等による共振周波
数変動を少なくしているので、制御すべき因子として温
度のみを考慮して通常の温度制御回路を用意すれば、従
来、恒温槽を使用して得られた周波数安定度に相当する
高安定度の水晶振動子を製作することができること等の
利点があるので、本発明の水晶振動子は工業的価値にお
いて絶大である。
び傍熱型における利点、即ち加熱電極が水晶板に固着さ
れて直接伝熱作用するので、消費電力を少なくして定常
状態に達するまでの応答時間を短かくすることができる
ことおよび水晶板の結晶軸と加熱電極の配置との関係力
・ら熱応力に基づく水晶板への内部歪等による共振周波
数変動を少なくしているので、制御すべき因子として温
度のみを考慮して通常の温度制御回路を用意すれば、従
来、恒温槽を使用して得られた周波数安定度に相当する
高安定度の水晶振動子を製作することができること等の
利点があるので、本発明の水晶振動子は工業的価値にお
いて絶大である。
第１図は従来の加熱電極が配置された水晶振動子の電極
配置図、第２図は本発明に係る基礎実験に用いた水晶振
動子の電極配置図、第３図は第２図に示す水晶振動子を
用いて得られた加熱電極を配置する角度領域に対する共
振周波数特性曲線図、第４図は本発明の一実施例である
水晶振動子の要部のみ示す構造図、および第５図は第４
図に示す水晶振動子における角度φ対周波数変化率温度
係数特性曲線図である。
配置図、第２図は本発明に係る基礎実験に用いた水晶振
動子の電極配置図、第３図は第２図に示す水晶振動子を
用いて得られた加熱電極を配置する角度領域に対する共
振周波数特性曲線図、第４図は本発明の一実施例である
水晶振動子の要部のみ示す構造図、および第５図は第４
図に示す水晶振動子における角度φ対周波数変化率温度
係数特性曲線図である。
Claims (1)
- １ 水晶板上に有する励振電極の周縁部に加熱電極が配
置された水晶振動子において、該水晶板がＸ、ｚ軸平面
に平行にさい出され、該加熱電極が熱応力に基づく該水
晶板の内部歪によるマイナスの周波数変化率を現わす／
軸から２５±５度までの角度領域と、該内部歪によるプ
ラスの周波数変化率を現わすＺ軸から２５±５度を越え
る角度領域とにそれぞれ配置されていることを特徴とす
る水晶振動子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179075A JPS5816367B2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | スイシヨウシンドウシ |
| US05/716,408 US4091303A (en) | 1975-08-21 | 1976-08-23 | Piezoelectric quartz vibrator with heating electrode means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179075A JPS5816367B2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | スイシヨウシンドウシ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5225589A JPS5225589A (en) | 1977-02-25 |
| JPS5816367B2 true JPS5816367B2 (ja) | 1983-03-31 |
Family
ID=14309952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10179075A Expired JPS5816367B2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | スイシヨウシンドウシ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816367B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57166429U (ja) * | 1981-04-15 | 1982-10-20 |
-
1975
- 1975-08-21 JP JP10179075A patent/JPS5816367B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5225589A (en) | 1977-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4748367A (en) | Contact heater for piezoelectric effect resonator crystal | |
| JP4354347B2 (ja) | 水晶発振器 | |
| US4317059A (en) | Acceleration and temperature compensated piezoelectric bi-resonator | |
| JP6855227B2 (ja) | 圧電振動片及び圧電デバイス | |
| JP2007081697A (ja) | 圧電振動デバイス及びその製造方法 | |
| JP2018117198A (ja) | 圧電振動片及び圧電デバイス | |
| US4276535A (en) | Thermistor | |
| GB1560846A (en) | Laminar quartz crystal oscillator | |
| JP2017192032A (ja) | 水晶振動子 | |
| JPS5816367B2 (ja) | スイシヨウシンドウシ | |
| USRE25413E (en) | Temperature xc | |
| US4091303A (en) | Piezoelectric quartz vibrator with heating electrode means | |
| RU2329591C1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
| US3944862A (en) | X-cut quartz resonator using non overlaping electrodes | |
| US3289055A (en) | Temperature compensating capacitor for quartz crystal oscillator | |
| RU167515U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
| JPS622827Y2 (ja) | ||
| JPS5938763B2 (ja) | 水晶振動子 | |
| JPH08237067A (ja) | 迅速加熱可能で消費電力の少ない調温制御発信器用共振器 | |
| WO2021177061A1 (ja) | 薄膜ヒータ、薄膜ヒータの製造方法および恒温槽型圧電発振器 | |
| JPS622828Y2 (ja) | ||
| CN107302347A (zh) | 10MHz石英力敏谐振器集群 | |
| JP3980971B2 (ja) | Ｉｔカットの水晶振動子 | |
| JPS5827548Y2 (ja) | 結晶振動子 | |
| JPS6367364B2 (ja) |