Пьезоэлектрический резонатор

Пьезоэлектрический резонатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21а4, 10 № 123578

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П. Г. Поздняков, И. Г. Васин, С. Т. Сухарев и М. И Ярославский

ПЪЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР

Заявлено 2 сентября 1958 г. за X«606991, 26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ЛЪ 21 за 1959 г.

Известно применение в пьезоэлектрических резонаторах на низкие частоты кристаллических элементов, совершающих преимушесзвенно колебания изгиба или кручения. К числу таких элcìeíтов отHосятся пластины с нанесенными íà их большие грани разделен»ымп электродами, бруски с электродами, нанесенными на четыре бокоah(e грани, и, H2KQHell, c+BoeHHb(e H IH б!(морфные Bлсменты

В элементах первого типа, как известно, не удается возбудить

КОЛЕ02НИЯ Hcl ДОСТ2ТОЧ((0 HH3KIIX -1((СТОТ(1Х. TBK Кан ИЗГИО В HHX OCEществляется в направлении ширины пластины, В элемсHTax второго типа (бр сках) возможно возбуждение 1(a»i((»»ix колеба»ий Ii;i более низких ча тотах (примерно до частот порядка 1 кг(!), т. к, колебания 1:згпба в этом случае могут быть возбуждены в направлен»» наименьшего размера элемента (в направлении толщины), Однако резонаторы с элементами этого типа имеют высокий пмпеданс, что и большинстве случаев вызывает затруднения при согласовании IIx с элсмс»тами цепей генераторов и фильтров и обусловливает сравшпельно низкую актиьность их колебаний. Элементы третьего типа (биморфныс), представляющие сОбОЙ соединение двух KpllcT (.1,»i÷ecëèх п.(аст1(н, хоТН и 11(III(с(1

»ые указанных недо т(TKQB, »е получили широкого применения ввиду того, что наличие в них слоя веществ(! (клея пл» яр(гноя), посредствоз! которого осуществляется соединен»с кристаллических пласт н „вызывает ухудшение ряд2 характеристик peao»aTopoв. Резона !Оры .. б1!л!Орфными элементами имеют большой разброс электр» (еских »араме I poB, большой температурный коэффициент частоты (T.ê.÷.), малую добротность и характеризуется непостоянством»ap»(eTpoв во времени.

Предлагаемый резонатор позволяет осуществлять пзгпбные 1!лн крутильные пьезоэлементы, соединяк1щпе в себе дО..тои»ства элементов всех упомянутых типов и лишенные их i!сдостатков В теле кристалл»№ 123573 ческого элемента (бруска илп пластины) прорезается одна или несколько щелей, параллельных сто граням. Поверхности щелей используют я для нанесения на ннх одним из извсстных способов тонкого слоя металла, образующего электроды внутри кристаллического элемента, Наружные и внутренние электроды соединяют между собой таким обр зом, чтобы приложенное к ним электрическое напряжени вызывало противоположно направленные линейные пли сдвиговые деформации противоположных сторон элемента. При этом в элементе будут возникать деформации изгиоа или кручения.

На фиг. 1 изобра>кен простейший изгибпой или крутильный элемент; на фиг. 2 — схема расположения внутренних и наружных электродов и соединения их междi собой, позволяющая возбуждать колебания изгI!(7;l; стрелками показано паправленис электрического поля и соответствующих линейных деформаций элемента

Сопоставляя форму, размеры и взаимное расположсHHc электродов предложенного <.шелевого» пьезоэлемента с элементами известных типов, не трудно заметить аналогию его с биморфным элементом Подобно биморфному элементу шелевой элемент может быть выполнен с малыми расстояниями между электродамп, что при относительно большой площади их обеспечивает большое значение параллельной емкости, следовательно, низкос значение его импсданса. Благодаря низкому импедансу щслсвые элементы об. адают высокой активностью колебаний при возбуждении их в автогенсраторах., 1ля пони>кения электрического импеданса элемснта можно прибегнуть либо к увеличению ширины шелп, как это показано на фиг. 3, либо к увеличению их числа.

На фиг. 4 H 5 показаны элементы, B Tc. Ic которых прорезано несколько щелей, что позволяет еще более уменьшить расстояние между электродами и получить несколько пар электродов, и следовательно, понизить электрпчсскии импеданс таких лементов. Подобного рода щели незначительно изменяют собствc :øóю частоту колебаний элемента, так как же"ткость его па изгиб изменяется незначительно. Однако, используя систему фигурных шслсй, например, аналогичную показанной на фиг. б, можно наряду с уменьшением импеданса достигнуть и заметного понижения частоты собственных колебаний изгиба, не прибегая к увеличению,>азмеров элемента.

Изготовление пьезоэлектрических элементов из различных кристаллов может легко осуще твляться с помощью ультразвукового долбежного станка.

Щелевые пьезоэлементы, имея, как и биморфныс элементы, низкий электрический импеданс, обладают рядом преимушеств по сравнению с последними, в частности имеют меньший т.к.ч., ббльшую доброт:ность и более высокую стабильность частоты во времени. По сравнению с другими типами элементов пх можно выполнять с меньшими размерами при сохранении той же активности колебаний, в результате чего может быть достигнута существенная экономия кристаллического сырья. Уменьшение размеров элемента позволяет сократить размеры резонатора, одновременно повысив его устойчивость к различным механическим воздействиям.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический резонатор с цельнокристаллическим элементом, совершающим колебания изгиба или кручения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его электрического импеданса, резонатор снабжен одной или несколькими щелями, на боковые поверхности которых нанесены проводящие электроды.