RU2085024C1 - Кварцевый резонатор - Google Patents
Кварцевый резонатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085024C1 RU2085024C1 RU94003004A RU94003004A RU2085024C1 RU 2085024 C1 RU2085024 C1 RU 2085024C1 RU 94003004 A RU94003004 A RU 94003004A RU 94003004 A RU94003004 A RU 94003004A RU 2085024 C1 RU2085024 C1 RU 2085024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystal member
- center
- quartz resonator
- crystalline element
- crystalline
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
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
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
-
- 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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструкции кварцевого резонатора. Сущность изобретения: кристаллический элемент резонатора выполнен в виде линзообразной пластины. Возбуждающие электроды разделены в центре кристаллического элемента линейным зазором, что обеспечивает возбуждение параллельного электрического поля. В таком кристаллическом элементе амплитуда колебаний при удалении от его центра в направлении малой оси эллипса, представляющего собой линию равных амплитуд, уменьшается в 1,5 раза быстрее, чем в перпендикулярном направлении. Поэтому размер кристаллического элемента в направлении малой оси эллипса может быть уменьшен, что не сопровождается увеличением динамического сопротивления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в устройствах стабилизации частоты.
Известен кварцевый резонатор [1] содержащий снабженный возбуждающими электродами кристаллический элемент двухповоротного среза, например, YXBL/±13o54'/-30,8o, выполненный в форме плосковыпуклой пластины Этот резонатор обладает малой зависимостью частоты от температуры и высокой добротностью, однако имеет неудовлетворительную моночастотность из-за наличия вблизи основного резонанса сильного резонанса моды B. Это затрудняет, в частности, применение таких резонаторов в кварцевых генераторах.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является кварцевый резонатор [2] содержащий размещенный в корпусе кристаллический элементы среза YXBL/±(14o±1o)/-(32o±1o), выполненный в форме линзообразной пластины, по крайней мере на одном из главных поверхностей которого расположены возбуждающие электроды, разделенные в его центре линейным межэлектродным зазором В таком кварцевом резонаторе в кристаллическом элементе создается параллельное возбуждающее поле, электрическая напряженность которого направлена вдоль кристаллографической оси X'. Благодаря такому электрическому полю мода B оказывается значительно ослабленной, а динамическое сопротивление на основном резонансе низким.
Однако такой кварцевый резонатор имеет значительные габариты, поскольку кристаллический элемент имеет круглую форму и его трудно разместить в малогабаритном корпусе. Уменьшение же диаметра кристаллического элемента невозможно из-за увеличения динамического сопротивления кварцевого резонатора вследствие увеличения рассеивания энергии колебаний на краях кристаллического элемента.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании кварцевого резонатора, лишенного недостатков, свойственных прототипу. Технический результат, который дает осуществление изобретения, заключается в уменьшении габаритов кварцевого резонатора без увеличения его динамического сопротивления.
Это достигается тем, что в кварцевом резонаторе, содержащем размещенный в корпусе кристаллический элемент среза YXBL/±(14o±1o)/-(32o±1o), выполненный в форме линзообразной пластины, по крайней мере на одной из главных поверхностей которой расположены возбуждающие электроды, разделенные в его центре линейным межэлектроным зазором, кристаллический элемент выполнен усеченным симметрично относительно его центра двумя параллельными плоскостями, составляющими с кристаллографической осью Z' угол от -15o до +5o, при этом длина и ширина кристаллического элемента выбраны из соотношений
где L, B, t и R выражение в мм длина, ширина, толщина и радиус кривизны линзообразной поверхности кристаллического элемента соответственно.
где L, B, t и R выражение в мм длина, ширина, толщина и радиус кривизны линзообразной поверхности кристаллического элемента соответственно.
Новым в изобретении является форма выполнения кристаллического элемента и выбор его длины и ширины. Указанный выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На фиг. 1 показан кристаллический элемент кварцевого резонатора с возбуждающими электродами в продольном разрезе; на фиг. 2 вид на его главную поверхность (корпус кварцевого резонатора не показан).
Кварцевый резонатор содержит кристаллический элемент 1 с возбуждающими электродами 2 и 3, разделенными линейным межэлектродным зазором 4. Кристаллический элемент 1 образован усечением исходной пластины 5 двумя параллельными плоскостями 6, составляющими с осью Z' угол -15o +5o. Кристаллический элемент 1 размещен в корпусе.
Кварцевый резонатор работает следующим образом. При подаче на возбуждающие электроды 2 и 3 электрического напряжения с частотой, равной частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора, в кристаллическом элементе 1 возникают механические колебания. Амплитуда этих колебаний вследствие эффекта "захвата энергии" убывает от центра кристаллического элемента 1 к его середине таким образом, что линия равных амплитуд представляет собой эллипс с большой осью, ориентированной под углом около 05o к кристаллографической оси Z'. Соотношение большой и малой оси эллипса составляет около 1,5. Это означает, что амплитуда колебаний при удалении от центра кристаллического элемента 1 в направлении малой оси элипса уменьшается примерно в 1,5 раза быстрее, чем в перпендикулярном направлении. Поэтому размер кристаллического элемента 1 в направлении малой оси эллипса может быть уменьшен в 1,5 раза по сравнению с размером в ортогональном направлении без увеличения динамического сопротивления кварцевого резонатора. Таким образом, размер кристаллического элемента 1 в направлении около -5o к кристаллографической оси X' может быть уменьшен без снижения добротности. Практически этот эффект сохраняется при ориентации ширины кристаллического элемента относительно кристаллографической оси X' (или длины относительно кристаллографической оси Z') в пределах от -15o до +5o. При этом влияние связанных колебаний в кристаллических элементах срезов YXBL/±(14o±1o)/-(32o±1o) резко возрастает при диаметре кристаллического элемента 1 меньше 6,9(t+1 мм), что установлено эмпирически. Поскольку минимальный размер не может быть уменьшен увеличением кривизны линзообразного профиля, то для кристаллического элемента 1, для которого Lmin/Bmin= 1,5, геометрические размеры должны удовлетворять неравенствам:
L≥6,9(t+1 мм), B≥4,6(t+1 мм),
(все размеры в мм).
L≥6,9(t+1 мм), B≥4,6(t+1 мм),
(все размеры в мм).
Наибольшие размеры кристаллического элемента ограничены уменьшением толщины края линзообразной пластины по мере удаления от центра и не могут превышать значения, равного .
Пример реализации. Кварцевый резонатор в вакуумном исполнении содержит кристаллический элемент среза YXBL/13o54'/-32o на частоту 10 мГц по первой гармонике. Кристаллический элемент имеет форму прямоугольной пластины, по толщине образующей плосковыпуклую линзу. На одной из ее рабочих поверхностей расположены возбуждающие электроды, разделенные зазором, длина которого ориентирована вдоль кристаллографической оси Z'. Длина кристаллического элемента также ориентирована вдоль этой оси. Геометрические размеры кристаллического элемента составляют следующие величины t=0,22 мм, L=9 мм, B=150 мм. Динамическое сопротивление кварцевого резонатора составило 80 Ом, а добротность 1.3•106.
Кварцевый резонатор, выполненный в соответствии с изобретением, обладает габаритами меньшими, чем аналогичные кварцевые резонаторы, и имеет невысокие значения динамического сопротивления.
Claims (1)
- Кварцевый резонатор, содержащий корпус, в котором размещен кристаллический элемент среза YXBL / ± (14 ± 1o) / (32 ± 1o), выполненный в форме плосковыпуклой линзообразной пластины, по крайней мере на одной из поверхностей которой расположены возбуждающие электроды, разделенные в ее ценре линейным зазором, отличающийся тем, что плосковыпуклая линзообразная пластина выполнена усеченной двумя параллельными центральной оси полостями, образующими с кристаллографической осью Z угол от -15 до + 5o, при этом длина L и ширина B плосковыпуклой линзообразной пластины выбраны из соотношений
где t максимальная толщина линзообразной пластины мм;
R радиус кривизны выпуклой поверхности плосковыпуклой линзообразной пластины, мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94003004A RU2085024C1 (ru) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | Кварцевый резонатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94003004A RU2085024C1 (ru) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | Кварцевый резонатор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94003004A RU94003004A (ru) | 1995-09-27 |
RU2085024C1 true RU2085024C1 (ru) | 1997-07-20 |
Family
ID=20151857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94003004A RU2085024C1 (ru) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | Кварцевый резонатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2085024C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540784C2 (ru) * | 2013-04-02 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Способ изготовления устройств на поверхностных акустических волнах |
-
1994
- 1994-01-25 RU RU94003004A patent/RU2085024C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Справочник по кварцевым резонаторам. /Под ред. П.Г.Позднякова. - М.: Связь, 1978, с. 207 - 209. 2. Proceedings of 7 th Uropean Frequency and Time Forum, 1993, с. 207 - 209. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540784C2 (ru) * | 2013-04-02 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Способ изготовления устройств на поверхностных акустических волнах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4071797A (en) | Quartz piezo-electric element vibrating in a coupled mode | |
US5311096A (en) | KT cut width-extensional mode quartz crystal resonator | |
EP1037383A2 (en) | Piezoelectric vibration device and piezoelectric resonance component | |
KR940016297A (ko) | 압전 변압기 | |
US4355257A (en) | Thickness shear type piezoelectric vibrator with integral mounting | |
RU2085024C1 (ru) | Кварцевый резонатор | |
EP0884842B1 (en) | Energy-trapped thickness extensional mode piezoelectric resonator | |
US3781577A (en) | Piezoelectric resonator | |
US2284753A (en) | Piezoelectric crystal apparatus | |
EP1309084B1 (en) | Piezoelectric vibrator and filter using the same | |
US4542355A (en) | Normal coordinate monolithic crystal filter | |
US3497732A (en) | Dt-cut quartz crystal | |
US6924588B2 (en) | Piezoelectric crystal material and piezoelectric resonator | |
JPH09139651A (ja) | オーバトーン用の水晶振動子 | |
US2274079A (en) | Piezoelectric crystal apparatus | |
US3376439A (en) | Quartz resonator | |
SU1182627A1 (ru) | Перестраиваемый по частоте резонатор объемных акустических волн | |
RU94003004A (ru) | Кварцевый резонатор | |
US3787743A (en) | Flexion mode crystalline bar for an oscillator | |
JPS6098711A (ja) | 厚みすべり振動子 | |
SU1780144A1 (ru) | Пьeзoэлemeht | |
RU2246791C1 (ru) | Пьезоэлектрический резонатор | |
JPS62220012A (ja) | 圧電振動素子 | |
JPH0211008A (ja) | 圧電共振子 | |
JPH05243889A (ja) | 厚みすべり圧電振動素子 |