Пьезоэлектрический резонатор

 

Использование: изготовление пьезоэлектрических резонаторов на основе пьезокерамики. Сущность изобретения: входной и выходной электроды расположены на одной из больших граней пьезокерамической пластины, на противоположной грани пластины расположен пассивный электрод без токового вывода, перекрывающий входной и выходной электроды, что позволяет устранить гистерезис амплитудно-частотной характеристики. 3 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических резонаторов.

Известны конструкции пьезоэлектрических резонаторов, изготовленных, в частности, из кварцевых пластин с электродами, представляющими тонкие слои металла, которыми покрыты большие грани пластин /1/. Недостатком такой конструкции является относительно высокая стоимость. По технической сущности наиболее близкой к предлагаемому решению является конструкция пьезоэлектрического устройства на основе пьезокерамики /2/, содержащее базовую плату с электродами, к которым крепится пьезокерамическая пластина, на которую нанесены входной и выходной электроды, расположенные на больших гранях пластины и смещенные относительно друг друга. Недостатком данной конструкции является появление гистерезиса амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) резонатора.

Предлагаемое устройство позволяет устранить указанный недостаток. Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом резонаторе, содержащем пьезокерамическую пластину, металлические электроды, размещенные на рабочих гранях пластины, первый и второй выводы, входной и выходной электроды соединены соответственно с первым и вторым выводами и размещены на одной из рабочих граней пьезокерамической пластины, а на противоположной ей грани размещен пассивный электрод, перекрывающий входной и выходной электроды. Конструктивное выполнение предлагаемого устройства приведено на фиг.1. Здесь на пьезокерамическую пластину 1 нанесены входной 2 и выходной 3 электроды, а также пассивный электрод 4. Входной 2 и выходной 3 электроды присоединены, соответственно, к выводам 5 и 6. Пассивный электрод 4 не имеет токового вывода. Степень перекрытия электродов 2 и 3 электродом 4 (пассивным) определяется пьезоэлектрическими постоянными пьезокерамической пластины и предусматривает случай их полного перекрытия.

Пьезоэлектрический резонатор работает следующим образом. При подаче на входной 2 и выходной 3 электроды напряжения переменной частоты, приложенного к выводам 5 и 6, вследствие пьезоэффекта и емкостной связи между указанными электродами, возникающей при наличии пассивного электрода 4, в пьезокерамической пластине 1, вектор поляризации которой перпендикулярен вектору электрического поля, обусловленному входным напряжением, возникают колебания на толщинно-сдвиговой моде, то есть работа резонатора основана на эффекте захвата энергии при колебаниях сдвига по толщине, когда волна распространяется в направлении оси поляризации пластины. Частота колебаний определяется толщиной пьезокерамической пластины, а длина и ширина резонатора определяются из условия отсутствия дополнительных колебаний в АЧХ резонатора. Для изготовления резонатора, в частности может быть использован материал ЦТС-35. На фиг. 2, 3 приведены для сравнения АЧХ резонатора прототипа (далее резонатор 1) с размерами пьезокерамической пластины 6 х 1,4 х 0,34 мм и размерами электродов 4 х 1,4 мм и пьезоэлектрического резонатора по предлагаемому изобретению (далее резонатор 2), с пластиной того же размера, размерами электродов 2,5 х 1,4 мм и размером пассивного электрода 4 х 1,4 мм. Как следует из фиг. 2, резонатор 1 имеет меньшую амплитуду на выходе, а АЧХ имеет срыв колебаний при снижении входного напряжения до 3,3 В в точке А. При увеличении входного напряжения до 3,6 В колебания возникают в точке В, но при меньшей частоте, а при напряжении 6,5 В наблюдается перескок на более высокую частоту. Резонатор 2 (фиг 3) не имеет гистерезиса, а срыв колебаний (точка А) происходит при более низком входном напряжении 2,8 В.

Таким образом совокупность существенных признаков позволяет реализовать технический результат устранение гистерезиса АЧХ резонатора.

Источники информации: 1. Великин А.И. и др. Пьезоэлектрические фильтры, М. Связь, 1966, 2. Патент Японии N 58-27686, заяв. 16.10.75, N 50-124980, опуб. 10.6.83

Формула изобретения

Пьезоэлектрический резонатор, содержащий пьезокерамическую пластину, металлические электроды, размещенные на рабочих гранях пластины, первый и второй выводы, отличающийся тем, что входной и выходной электроды, соединенные соответственно с первым и вторым выводами, размещены на одной из рабочих граней пьезокерамической пластины, а на противоположной ей грани размещен пассивный электрод, перекрывающий входной и выходной электроды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3