Кварцевый резонатор
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кварцевых генераторах для стабилизации частоты. Цель изобретения - расширение области использования кварцевого резонатора, за счет уменьшения его динамического сопротивления. Сущность изобретения заключается в том, что кварцевый резонатор содержит пьезоэлемент 1, одна из рабочих граней которого выполнена в форме части сферы 2, а другая рабочая грань в форме части цилиндра 3. 3 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кварцевых генераторах для стабилизации частоты. Цель изобретения расширение области использования кварцевого резонатора за счет уменьшения его динамического сопротивления. На фиг.1 показан резонатор; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1. Кварцевый резонатор содержит пьезоэлемент 1, одна из рабочих граней которого имеет форму части сферы 2, а другая форму части цилиндра 3. На рабочие грани пьезоэлемента 1 нанесены возбуждающие электроды 4, разделенные в центре зазором 5, при этом образующая цилиндра параллельна длине зазора 5. Данный кварцевый резонатор работает следующим образом. При возбуждении кварцевого резонатора параллельным электрическим полем при помощи возбуждающих электродов 4 в пьезоэлементе 1 возникают механические колебания. Поскольку в данном резонаторе параллельное возбуждающее поле сосредоточено вблизи зазора 5 и быстро убывает с удалением от него, то передача энергии от возбуждающего поля пьезоэлементу 1 осуществляется в узкой области, расположенной вблизи зазора 5 и тем эффективнее, чем больше относительная амплитуда колебаний в этой области. Поскольку в данном резонаторе сочетание сферического и цилиндрического 3 профилей пьезоэлемента 1 обуславливает градиент толщины последнего больший в направлении, перпендикулярном длине зазора 5, и меньший в направлении длины зазора, то область колебаний пьезоэлемента 1 приобретает форму эллипса 6 с большой осью, параллельной длине зазора 5. При этом в области, где сконцентрировано возбуждающее электрическое поле, наблюдается значительная относительная амплитуда колебаний пьезоэлемента 1, при этом с удалением от этой области амплитуда колебаний быстро уменьшается, что увеличивает долю энергии, получаемой резонатором от возбуждающего поля в полной энергии резонатора, и тем самым уменьшает его динамическое сопротивление. Эффект уменьшения динамического сопротивления резонатора тем значительнее, чем больше различие величины большой и малой осей эллипса распределения колебаний в пьезоэлементе 1 и, следовательно, чем больше кривизна цилиндрической поверхности и меньше кривизна сферической поверхности. Были изготовлены кварцевые резонаторы ТД-среза на частоту 5 МГц по третьей механической гармонике, содержащие пьезоэлемент, одна из рабочих граней которого имеет форму сферы с радиусом кривизны 300 мм, а другая рабочая грань представляет собой цилиндрическую поверхность с радиусом кривизны 80 мм и образующей, параллельной оси Z' кварца. На обе поверхности кристаллического элемента нанесены возбуждающие электроды, разделенные в центральной части линейным зазором шириной 30 мкм и ориентированным своей длиной вдоль оси Z', создающие параллельное возбуждающее поле, действующее вдоль оси X'. Пьезоэлементы закрепляются в кваpцедержателе и вакуумируются. Динамическое сопротивление таких резонаторов составляет 140-160 Ом, в то время как аналогичные резонаторы с пьезоэлементом, оконтуренным сферой с радиусом кривизны 300 мм, имеют динамическое около 200 Ом. Таким образом, данный кварцевый резонатор имеет динамическое сопротивление в 1,5-2 раза меньше, что позволяет использовать данные резонаторы в серийных опорных генераторах, а также в генераторах с двухмодовым возбуждением.
Формула изобретения
Кварцевый резонатор, содержащий пьезоэлемент повернутого Y-среза с двумя плоскими боковьми гранями, перпендикулярными оси X', двумя плоскими торцевыми гранями, перпендикулярными оси Z' пьезоэлемента, и двумя рабочими гранями, плоскости, проходящие через их ребра, параллельны оси Z', одна из рабочих граней выполнена в виде части сферы и возбуждающие электроды, нанесенные на боковые и рабочие грани пьезоэлемента и разделенные в центре линейным зазором, ориентированным своей длиной вдоль оси Z', отличающийся тем, что, с целью расширения области его использования за счет уменьшения динамического сопротивления, другая рабочая грань пьезоэлемента выполнена в виде части цилиндра с образующей, направленной по длине линейного зазора между электродами.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A 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
