JPS62183208A - オ−バト−ン用水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＡＴカットにて切出した短冊状の水晶片を用い
、高調波発振を行わせるオーバトーン用水晶振動子に関
する。

（従来の技＊） 水晶振動子は、その固有振動数が正確で安定度が高いた
め、トランジスタやＩＣ回路と組合わせて発振回路を構
成し、通信機器、測定器や時計などの基準信号源として
広く用いられている。

例えば、厚みすべり振動を用いたＡＴカット水晶振動子
は１周波穀温度特性が３次曲線を呈し、第３次高調波（
３次オーバトーン）振動を利用すると数１０Ｍ）ｉｚか
らｌｏＯＭＨｚ帯の周波！！［領域にて励振できるので
高い周波数信号を必要とする１［子機器に多く使用され
ている。

第３図は、この種、ＡＴカット水晶振動子として結晶軸
（ｘ　、　ｙ　、　ｚ）より切断される方位（切断角度
）を示す説明図であり、Ｘ軸、Ｘ軸、Ｘ軸はそれぞれ結
晶体の電気軸、機械軸、光軸と呼ばれている。

このＡＴカット水晶片ｌは、結晶軸ｘ、ｙ、ｚのｙ軸を
回転軸として、ｙ軸に垂直なＸ−Ｚ面をｙ軸から２軸の
方向に３５′″２４′±２′回転して切り出される。尚
、回転して新たにできたｙ。

ｙ軸をｙ′軸、ｚ′軸とする。そして、ｙ軸を長さ立、
２′軸を幅ｗ、ｙ′軸を厚みｔとして、Ｘ軸方向に長い
短冊状に加工される。このような角度で切断されたＡＴ
カット水晶片１は、ｘ−ｚ’面となる両主面に図示しな
い電極を形成し、例えばＨＣ−１８Ｕ型のケースに封入
されて、弱電回路などに使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、３次オーバトーン周波数を主振動としたＡＴカ
ット水晶振動子には、通常この主振動以外に、主振動の
周波数近傍の高域や低域側に不連続的に、周波数の異な
る、例えば輪郭系のスプリアス振動が発生する。そして
、これらのスプリアス振動は、例えば周波数ジャンプ現
象など、主振動に対して与える悪影響が大きい問題があ
った。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は３次オーバトーン周波数を主振動とするＡＴカ
ット水晶振動子において、スプリアス振動の発生を防止
して、主振動に与える影響を少なくしたオーバトーン用
水晶振動子を提供するにある。

（問題を解決するための手段） 未発明によれば、ＡＴカットで切断された短冊状の水晶
片のｙ軸を長さｉ、ｙ’軸を厚みｔ、ｚ′軸を幅Ｗとし
たオーバトーン用水晶振動子において、長さ文と幅Ｗと
の辺比１　／　ｗを３．４から５．２以内とし、かつ、
前記水晶片の幅Ｗと厚みｔとの辺比ｗ／ｔを ｗ／　ｔ　＝　１　＋　７９Ｘ　Ｉ　Ｏ−’Ｘｆ’±５
％（但し、ｆは単位をＭＨｚとした３次オーバトーン周
波数値） したオーバトーン用水晶振動子が提供される。

（作用） 本発明はＡＴカットにより切断した短冊状の水晶片の、
ｙ軸の長さ文と２′軸の輻Ｗどの辺比文／Ｗを所定比と
し、かつ、所望する３次オーバトーン発振周波数を得る
際、幅Ｗと厚みｔどの辺比を所定の計算式にしたがった
比率にするので、スプリアスの発生を防止する作用があ
る。

（実施例） 第１図は本発明に係るオーバトーン用水晶振動子の図で
、水晶片の切断角度と寸法比とを説明する図である。

即ち、この水晶片１は、前述したように、結晶軸Ｘ軸を
回転軸としてＸ−Ｚ面をｙ軸から２軸の方向に３５＠　
２４’±２′回転したＡＴカットで切断される。そして
、Ｘ軸方向の長さ見を８．１士０．２ｍｍとし、新たに
できた回転軸２′軸方向の幅Ｗを１．７０〜２．２０ｍ
ｍ、ｔｉｌｌも、±５％の誤差を考慮した長さ文と輻Ｗ
との辺比ｌ／ｗを略３．４〜５．２として切断されてい
る。

第２図は、上記構成の水晶振動子について、ｙ′軸方向
の厚みｔを可変して、略２８．５〜３０ＭＨｚの３次オ
ーバトーン周波数にて振動させた場合の、スプリアスが
発生しない場合の輻Ｗと厚みｔとの辺比ｗ／ｔを示すグ
ラフである。尚、この図では、横軸を３次オーバトーン
振動周波数ｆ、縦軸をスプリアスが発生しない幅ｗと厚
みｔとの辺比ｗ／ｔとし、実線で示す曲線（イ）は実験
値に基づき、破線で示す（ロ）は曲線（イ）の±５％の
領域を示している。

次式は、この曲線（イ）から得られた実験式である。即
ち。

ｗ／ｔ＝１．７９ＸＩＯ−８Ｘｆ＠となる。

但し、ｆは単位をＭＨｚとした３次オーバトーン岡波数
値である。

従って１例えば、水晶片ｌの長さ見を８．１ｍｍに設定
し、３０ＭＨｚの３次オーバトーン周波数にて振動させ
る場合には、両式のｆに３０を代入して、ｗ／１＝１３
．０５を得る。

よって、幅ｗと厚みｔとの辺比は１３．０５となり、幅
Ｗを厚みｔの略１３．０５倍に設定することにより、ス
プリアスの発生を防止できる。

尚、実用上は１曲線（ロ）で示されるように、実験のバ
ラツキ等を考慮し、曲線（イ）の±５％の領域にある範
囲にｗ／ｔを設定すれば問題ない。

′　　尚、−ヒ記実施例では水晶片の長さｌを８．１±
０．２ｍｍとして＠Ｗどの辺比１　／　ｗを略３．４〜
５．２として説明したが、水晶振動子は通常相似形であ
れば、同様の性質をもつとされているので、前記長さに
限定されるものではない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、短ＩＩ＋）状の
ＡＴカット水晶片の長さｌと＠Ｗとの比を３゜４から５
．２以内を設定し、かつ、使用する３次オーへトーン周
波数をｆＭＨｚで示したとき、前記水晶片の幅Ｗとｙ′
軸の厚みｔどの辺比ｗ／ｔを、 ｗ／ｔ＝１．７９Ｘ１０　　ＸＦ６−ｊ＝５％としたの
で、スプリアスの発生を防止した３次オーバトーン用水
晶振動子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオーバトーン用水晶振動子の切出
し方位と、寸法比を説明する説明図、第２図は振動周波
数と寸法比との具体的な数値との関連を示す曲線図、第
３図はＡＴカット水晶振動子のすＪ出し方位を示す説明
図である。 １・・・ＡＴカント水晶片、ｘ、ｙ、ｚ・・・結晶軸、
交・・・長さ、Ｗ・・・幅、ｔ・・・厚み。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡＴカットで切断された短冊状の水晶片のｘ軸を
   長さｌ、ｙ′軸を厚みｔ、ｚ′軸を幅ｗとしたオーバト
   ーン用水晶振動子において、長さｌと幅ｗとの辺比ｌ／
   ｗを３．４から５．２以内とし、かつ、前記水晶片の幅
   ｗと厚みｔとの辺比ｗ／ｔを ｗ／ｔ＝１．７９×１０＾−＾８×８＾６±５％（但し
   、ｆは単位をＭＨｚとした３次オーバトーン周波数値） としたことを特徴とするオーバトーン用水晶振動子。
2. （２）前記水晶片の長さｌを８．１±０．２ｍｍとした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のオー
   バトーン用水晶振動子。