Способ термостабилизации частоты пьезоэлектрических резонаторов
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться при разработке пьезоэлектрических резонаторов и фильтров. Целью изобретения является повышение точности термостабилизации. В соответствии со способом термостабилизации частоты пьезоэлектрических резонаторов нагревают и поддерживают постоянной температуру на первом локальном участке пьезоэлемента в зоне с нулевым температурным уходом частоты. При положительном знаке наклона температурно-частотной характеристики (ТЧХ) с изменением температуры окружающей среды дополнительно нагревают второй локальный участок пьезоэлемента со стороны периферийной области, а при отрицательном знаке наклона ТЧХ - со стороны центральной области. Температуру нагрева второго локального участка изменяют прямо пропорционально температуре окружающей среды. Устройство, в котором реализуется способ, содержит кварцевый резонатор 1, в котором на пьезоэлементе 2 размещены первый локальный нагреватель 3, соединенный с выводами блока терморегулирования 4, и второй локальный нагреватель 5 соединенный с выводами источника постоянной мощности. Вблизи нагревателя 3 размещен терморезистор 7, выводы которого соединены с входом блока терморегулирования 4. Изменение температуры нагрева второго локального нагревателя прямо пропорционально изменению температуры окружающей среды обеспечивается за счет измерения мощности рассеивания второго локального нагревателя. 1 ил.
Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к пьезотехнике, и может быть использовано при разработке пьезоэлектрических устройств различного назначения, в том числе кварцевых резонаторов. Целью изобретения является повышение точности термостабилизации. В соответствии со способом термостабилизации частоты пьезоэлектрических резонаторов нагревают первый локальный участок пьезоэлемента в зоне с нулевым температурным уходом частоты, измеряют его температуру и сравнивают ее с заданной. Изменяя температуру окружающей среды, определяют наклон температурно-частотной характеристики (ТЧХ) пьезорезонанса. При положительном знаке наклона ТЧХ дополнительно нагревают второй локальный участок пьезоэлемента за пределами зоны с нулевым температурным уходом частоты, размещенным со стороны периферийной области пьезоэлемента, а при отрицательном знаке наклона ТЧХ нагревают со стороны центральной области пьезоэлемента. Температуру нагрева второго локального участка выбирают прямо пропорциональной изменению температуры окружающей среды. Сущность технического решения заключается в том что, поддерживая постоянной температуру на первом локальном участке, при изменении температуры окружающей среды линейно изменяется подводимая к нагревателю мощность, в результате чего изменяются температурные градиенты на пьезоэлементе кварцевого резонатора пропорционально изменению температуры окружающей среды, что вызывает соответствующее изменение частоты пьезорезонатора. Путем выбора режима нагрева второго локального участка изменяют картину теплового поля первого локального участка и компенсируют уходы частоты пьезорезонатора. Способ термостабилизации частоты позволяет уменьшить влияние вариаций технологических факторов на стабильность частоты пьезорезонатора и увеличить температурную стабильность частоты в интервале температур. Выбор режима нагрева второго локального участка пьезоэлемента подбирается путем последовательного изменения мощности, подводимой к нагревателю второго локального участка, до обеспечения заданной величины нестабильности частоты в интервале температур. На чертеже представлена схема устройства, в которой был реализован способ термостабилизации частоты пьезоэлектрических резонаторов. Устройство содержит кварцевый резонатор 1, в котором на пьезоэлементе 2 размещен первый локальный нагреватель 3, соединенный с выходами блока терморегулирования 4, и второй локальный нагреватель 5, соединенный с выводами источника постоянной мощности 6. Вблизи нагревателя 3 размещен терморезистор 7, выводы которого соединены с входом блока терморегулирования 4. Второй локальный нагреватель 5 размещен вблизи первого локального нагревателя 3, либо со стороны периферийной области пьезоэлемента 2 при положительном знаке наклона ТЧХ, либо со стороны центральной области пьезоэлемента 2 при отрицательном знаке наклона ТЧХ. Изменение температуры нагрева второго локального участка прямо пропорционально изменению температуры окружающей среды при использовании источника постоянной мощности обеспечивается за счет изменения мощности рассеивания второго локального нагревателя 5 при изменении температуры окружающей среды без дополнительных средств регулирования, поскольку при наличии первого нагревателя 3 линейное изменение частоты в интервале температур (-60) (+60)оС составляет малую величину и не превышает 1
10-6. Таким образом, повышение температурной стабильности частоты в интервале температур обеспечивается за счет дополнительной корректировки температурно-частотной характеристики пьезоэлемента вторым локальным нагревателем, обеспечивающим прямо пропорциональное изменение температуры нагрева второго локального участка при изменении температуры окружающей среды.
Формула изобретения
СПОСОБ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ, включающий нагревание первого локального участка пьезоэлемента в зоне с нулевым температурным уходом частоты, измерение его температуры, сравнение ее с заданной, регулирование температуры первого локального участка пьезоэлемента и нагревание второго локального участка пьезоэлемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, регистрируют температуру окружающей среды, температуру нагревания второго локального участка пьезоэлемента выбирают прямо пропорциональной изменению температуры окружающей среды, а в качестве второго локального участка пьезоэлемента используют участок пьезоэлемента вблизи первого локального участка пьезоэлемента за пределами зоны с нулевым температурным уходом частоты, размещенный со стороны периферийной области пьезоэлемента при положительном наклоне температурно-частотной характеристики (ТЧХ) пьезоэлектрического резонатора или со стороны центральной области пьезоэлемента при отрицательном наклоне ТЧХ пьезоэлектрического резонатора.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
