SU123573A1 - Пьезоэлектрический резонатор - Google Patents

Description

Известно применение в пьезоэлектрических резонаторах на низкие частоты кристаллических элементов, совершающих преимущественно колебани  изгиба или кручени . К числу таких элементов относ тс  пластины с Нанесенными на их большие грани ;)азделен11ым1 электродами, бруски с электродами, нанесенными иа четыре боковые грани, и, иаконец, сдвоенные или биморфные элементы.

В элементах первого типа, как известно, не удаетс  возбудить колебани  на достаточно низких частотах, так как изгиб в них осуществл етс  в направлении ширины пластины. В элементах второго типа (брусках) возможно возбуждение изгнбных колебаний па более низких частотах (примерно до частот пор дка 1 , т. к. колебани  кзгнба в этом случае могут быть возбуждены в направлении наименьшего размера элемента (в направлении толщины). Однако резонаторы с элементами этого типа имеют высокий импеданс, что в большинстве с.чучаев вызывает затруднени  при согласовании их с элемеитами цепей генераторов -и фильтров и об словливает сравнительно низкую активность их колебаний. Элементы третьего типа (биморфные), представл ющие собой соединение двух кристаллических пластин, хот  и лишенные указанных недостатков, не получили широкого применени  ввиду того, что наличие в них сло  вещества (кле  пли припо ), посредством которого осуществл етс  соединение криста.т.тических пластин, вызывает у.худщение р да характеристик резонаторов. Рез знаторы с биморфными элементами имеют большой разброс электрических иараметров, большой температурный коэффициент частоты (т.к.ч.), малую добротность и характеризуетс  непосто нство.г параметров во времени.

Предлагаемый резонатор позвол ет осуществл ть изгибные пли крутильные пьезоэлементы, соедин ющие в себе достоинства элементов всех упом нутых типов и лишенные их недостатков. В теле кристалли№ 123573

ческого элемента (бруска и.ги пластины) Прорезаетс  одна или несколько щелей, параллельных еТо гран м. Поверхности щелей используютс  дл  нанесени  на них одиим из известных способов тонкого сло  металла , образующего эл-ект роды внутри кристаллического элемента. Наружные и внутренние электроды соедин ют между собой таким образом, чтобы приложенное к ним электрическое напр жение; вызывало противоположно направленные линейные или сдвиговые деформации противоположных сторон элемента. При этом в элементе будут возникать дефорМации изгиба или кручени .

На фиг. 1 изображен простейший изгибиой и.ти крутильный элемент; на фиг. 2-схема расположени  внутренш-ix и наружных электродов и соединени  их между собой, позвол юнта  возбуждать колебани  изгиба; стрелкалГИ показано направление электрического пол  и соответствующих линейных деформаций элемента.

Сопоставл   форму, размеры и взаимное расположение электродов предложенного «щелевого пьезоэлемента с элементами известных типов , не т)удно заметить аналогию его с биморфиым элементом. Подобно бимОрфному элементу И1елевой элемент может быть выполнен с ма . рассто ни ми между электродами, что при относительно большой плоидади их обеспечивает больнгае значение параллельной емкости, следовательно , низкое значение его импеданса. Благодар  низкому импедансу иделевые элементы обладают высокой активностью колебаний при возбуждении их в автогенераторах. Д.л  понижени  электрического импеданса элемента можно прибегнуть ,тибо к увеличению нщрины щели , как это показано на фиг. 3, либо к увеличению их числа.

На фиг. 4 и 5 показаны элементы, в теле которых про1)езанэ несколько щелей, что позвол ет enie более уменьшить рассто ние между электродами и получить несколько нар электродов, а следовательно, понизить электрический импеданс таких элементов. Подобного рода Н1ели незначительно из мен ют собстве;1ную частоту колебаний элемента , так как жесткость его на изгиб измен етс  незначительно. Однако, использу  систему фигурных щелей, например, аналогичную показанной на фиг. 6, можно нар ду с уменьшением импеданса достигнуть и заметного понижени  частоты собственных колебаний изгиба, не прибега  к увеличснию размеров элемента.

Изготовление пьезоэлектрических элементов из различных кристаллов может легко осуществл тьс  с помощью ультразвукового долбежного станка.

Щелевые пьезоэлементы, име , как и биморфные элементы, низкий электрический импеданс, обладают р дом преимуществ по сравнению с последними, в частности имеют меньший. тл.ч., большую добротность и более высокую стабильность частоты во времени. По сравнению с други ми типами элементов их можно выполн ть с меньшими размерами при сохранении той же активности колебаний, в результате чего может быть достигнута существенна  экономи  кристаллического сырь . Уменьшение размеров элемента позвол ет сократить размеры резонатора, одновременно повысив его устойчивость к различным механическим воздействи м.

Пред м е т и зобретени 

Пьезоэлектрический- резонатор с цельнокристаллически м элементом, соверщающим колебани  нзгиба или кручени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  его электрического импеданса, резонатор снабжен одной или несколькими щел ми, на боковые поверхности которых нанесены провод щие электроды.

Фи../

Фиг.2

Фиг.З

Фиг,