RU23026U1 - Пьезоэлектрический резонатор - Google Patents

Description

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР

Устройство относится к радиоэлектронике, в частности, к пьезотехнике, и может быть испол1 зовано при разработке и изготовлении элементов частотной стабилизации и селекции ситалов, таких как пьезоэлектрические резонаторы.

Пьезоэлектрические резонаторы содержат пластину из пьезоэлектрическото материала с возбуждающими электродами,

JT

расположенными на главных гранях пластины. При подаче электрического напряжения на возбуждающие элеюроды в пьезоэлектрической пластине возбуждаются сдвиговые колебания, оказывающие частотно-стабилизирующее и селектирующее влияние на подводимое переменное электрическое напряжение.

Известны пьезоэлементы монолитных фильтров и резонаторов, содержащие пьезоэлеюрическую пластину прямоугольной формы с размещенными на ее рабочих фанях одной или несколькими парами перекрывающихся возбуждаю1цих электродов с выводами. Известные пьезоэлементы работают на принципе захвата энергии в подэлектродной области, что обуславливает наличие участка пьезопластины, равного 1214 ее толщины безэлектродного покрытия. Расстояние от торцовой фани пьезопластины до края электродного покрьп-ия определяется допустимым уровнем потерь колебательной энергии у торцовой фани

пьезопластины и, следовательно, достаточно большими габаритами как по ширине, так и по длине пьезоэлемента.

При реализации устройств четвертого, восьмого порядков их габариты значительно возрастают, что затрудняет их применение в современной малогабаритной радиоэлектронной аппаратуре.

Известен пьезоэлемент, выполненный из кварца среза yzb/35°11 в виде пластины прямоугольной формы с возбуждающими электродами, продольная ось симметрии которой совмещена с осью Z, при этом приведен ряд соотношений для ширины пластины (RU, 2032252, кл.НОИ 41/00, 1995 г.).

В известном устройстве решена задача расширения диапазона частот пьезоэлемента при обеспечении его минимальных размеров, однако известная конструкция резонатора не применима для изготовления микроминиатюрных ВЧ-резонаторов, где доминирующим фактором является размер электродов, а не размер пластины.

Известны пьезоэлекфические резонаторы с кварцевыми кристаллическими элементами SC-среза, возбуткдаемыми поперечным полем (US, 4701681, кл.НОИ 41/08, 1987 г.).

Известен пьезоэлектрический резонатор, содержащий опорную деталь, удерживающую пьезоэлектрическую пластину Х-среза в двух и более точках лицевой и обратной стороны (JP, 62-26210, кл.НОЗН 9/05, 1987 г).

Недостатком известных устройств являются их относительно большие габариты и высокая себестоимость вследствие большого расхода сырья при изготовлении сложных срезов пластины.

Известен пьезоэлектрический резонатор, содержащий полосковый пьезоэлемент толщинно-одвиговых колебаний, вь1полненный в виде прямоугольной пластины из пьезоэлектрического материала с нанесенными на ее главные фани тонкопленочными электродами (RU, 2007023, кл. НОЗН 9/15, 1992 г.). В известном устройстве на пьезоэлектрическую пластину нанесены электроды, линии раздела которых должны отстоять от поперечной оси каждой главной грани пластины на соответствующем расстоянии. Известное устройство характеризуется повышенной надежностью контакта пьезоэлемента при его монтаже в фисталлодержатель, однако известное устройство имеет

относительно большие размеры, а также большое соотношение C°/Ci,

где С° - собственная емкость, а Ci - динамическая емкость, что снижает

частотный диапазон перестройки генератора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному резонатору является высокочастотный пьезоэлектрический резонатор, содержащий в герметичном корпусе с кристаплодержателем пьезоэлекфическую пластину и расположенные на ее главных фанях электроды и контактные площадки (SU, 1811349, кл. НОЗН 9/19, 1990 г.). Известный резонатор содержит кварцевую пластину, длина и которой выбраны таким образом, чтобы обеспечить требуемую добротность и моночастотность. Выполнение длины и ширины пластины в соответствии с заданным соотношением обеспечивает синхронность возвращения фронтов акустической волны в область возбуждения после отражения от краев кварцевой пластины.

Недостатком известного резонатора являются его большие габариты, а также высокая себестоимость, обусловленная значительным расходом сырья.

В рамках данной заявки решается задача создания такого высокочастотного (ВЧ) пьезоэлектрического резонатора, конструктивное выполнение которого позволит не только сделать его микроминиатюрным, но и уменьшить его себестоимость при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в пьезоэлеюрическом резонаторе, содержащем в герметичном корпусе с

кристаплодержателем пьезоэлектрическую пластину и расположенные

на ее главных фанях электроды и контактные площадки, элеюроды

имеют размер вдоль элекфической оси, пропорциональный целому числу полуволн.

При этом, в качестве пьезоэлектрической пластины резонатор содержит кварцевую пластину ВТ, AT или SC-среза.

Сущность устройства поясняется фафическим материалом, где фиг1 изображает конструкцию данного В Ч пьезоэлектрического резонатора, а фиг.2 изображает вариант конструктивного исполнения пластины с электродом. На фиг-2 введено обозначение «, указывающее размер элеюрода вдоль электрической оси X.

Пьезоэлектрический резонатор содержит герметичный корпус 1 с кристаплодержателем 2, пьезоэлектрическую пластину 3, электроды 4 и контактные площадки 5 с выводами 6.

Данныйпьезоэлекфическийрезонаторсодержит

пьезоэлектрическую пластину 1 из кварца ВТ-среза, пару возбу кдающих электродов 4 на главных фанях пластины и выводы 6. Размер электродов вдоль электрической оси равен 1,64 мм. Пластина с электродами размещена в герметичном корпусе с фисталлодержателем. Для повышения степени моночасготности электроды на фавных фанях выполняют разновелишми: 1,64 мм. и 1,87 мм.

Авторами экспериментально был установлен такой размер электродов вдоль элеюрической оси X, который в сочетании с материалом пластины обеспечивает уменьшение размеров разонатора в 3-4 раза по сравнению с известными, при этом обеспечивается малое

Vч

динамическое сопротивление и хорошая моночастотность за счет подавления нежелательных колебаний резонатора. Устройство имеет невысокую себестоимость за счет софащения расхода дефицитных материалов, при этом увеличивается преизводительность труда при его изготовлении.

Резонатор может широко использоваться в приемо-передаточной аппаратуре; в современных и перспективных конструкциях генераторов, фильтров, а также устройствах мобильной связи.

Claims (1)

1. Пьезоэлектрический резонатор, содержащий в герметичном корпусе с кристаллодержателем пьезоэлектрическую пластину и расположенные на ее главных гранях электроды, отличающийся тем, что размер электродов вдоль электрической оси пропорционален целому числу полуволн (λ/2), при этом в качестве пьезоэлектрической пластины он содержит кварцевую пластину ВТ, АТ или SC-среза.