Термокомпенсированный пьезоэлектрический резонатор

(19) (П). Н САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Фг ТОРСКОВФУ х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Альтшуллер Г.Б , Елфимов Н. Шикулин В.Г. Экономичные миниатюрные кварцевые генераторы. М., фСвязь, 1979, с.131-132.2. Альтшуллер Г;Б. Управление частотой кварцевых генераторов.М., фСвязь, 1975, с.226, рис.15.4.1. 54) (57) ТЕРМОКОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПЬЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР, содержащий пьезоэлектрическую. пластину с электродами, закрепленную .в держателе, и устройство термокомпенсации, включающее термодатчик, компенсирующий и управляющий элементы,.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности частоты и расширения диапазона рабочих температур, держатель выполнен в виде пьезокерамического цилиндра с равноудаленной от его торцов кольцевой проточкой, образованной на внутренней поверхности цилиндра, на торцах которого нанесены управляющие электроды, подключенные к выходу устройства термокомпенсации, при этом пьезоэлектри- Ес ческая пластина установлена в кольцевой проточке цилиндра.40 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в термокомпенсированных кварцевых генераторах.Известен термокомпенсированный пьезоэлектрический резонатор, в ко тором для создания термозависимого давления используют два специальных вкладыша, расположенных в пропилах кварцевого элемента. Вкладыши, имеющие большие коэффициенты линейного расширения, чем кварцевая пластина, при повышении температуры увеличивают. давление на боковые стен.ки пропилов, что приводит к измене-. нию частоты. Вкладыши, имеющие меньшие, чем кварцевая пластина, коэффициенты линейного расширения, увеличивают давление на боковые стенки пропилов при понижении температуры. КоэфФициенты линейного расширения, их размеры и форма выбираются таким образом, чтобы скомпенсировать температурную нестабильность частоты кварцевого резонатора 1 Д.Недостатками этого резонатора являются нетехнологичность изготовления, сложность его настройки и относительно невысокая точность термокомпенсации.Наиболее близким к предлагаемо му по техническому решению является термокомпенсированный пьезоэлектрический резонатор, содержащий пьезоэлектрическую пластину с электродами, закрепленную в держателе, и 35 устройство термокомпенсации, включающее термодатчик, компенсирующий и управляющий элементы, которые выполнены в виде термозависимой пластины, создающей давление на пьезоэлектрическую пластину при изменении температуры таким образом, чтобы скомпенсировать уходы частоты кварцевого резонатора Г 23.Однако это устройство не позволяет осуществлять термокомпенсацию резонаторов в широких пределах изменения температуры и не обеспечивает высокой температурной стабильности частоты.Целью изобретения является повышение температурной стабильности частоты и расширение диапазона рабочих температур.Указанная цель достигается тем, что в термокомпенсированном пьезо электрическом резонаторе, содержащем пьезоэлектрическую пластину с электродами, закрепленную в держателе, и устройство термокомпенсации, включающее термодатчик, ком пенсирующий и управляющий элементй, держатель выполнен в виде пьезокерамического цилиндра с равноудаленной от его торцов кольцевой проточкой , образованной на.внутренней поверхности цилиндра, наторцах которого нанесены управляющие электроды, подключенные. к выходуустройства термокомпенсации, приэтом пьезоэлектрическая пластинаустановлена в кольцевой проточке цилиндра,На чертеже схематически показана конструкция термокомпенсированного резонатора.Устройство содержит пьезоэлектрическую пластину 1, вставленную вкольцевую проточку 2 пьезокерамического цилиндра 3, склееного из несколь.ких частей, на его торцовые поверхности нанесены управляющие электроды 4 и 5, подключенные к выходуустройства 6 термокомпенсации, которое содержит термодатчик 7, компенсирующий элемент 8 и управляющий элемент 9,Устройство работает следующимобразом.Пьезокерамика цилиндра 3 поляризована таким образом, что приподаче на электроды 4 и 5 постоянного напряжения размер цилиндра 3изменяется в радиальном направлении. Так как пьезопластина 1 закреплена в проточке 2, то изменение радиального размера цилиндра 3 приводит к ее сжатию-растяжению, что влечет за собой изменение резонансной частоты колебаний.Постоянное напряжение на электроды 4 и 5 подается с управляющего элемента 9. Величина этого напряжения зависит от температуры окружающей среды, которая определяется термодатчиком 7. Поскольку температурно-частотная характеристика(ТЧХ) пьезопластины 1 имеет нелинейный характер, в устройство 6введен компенсирующий элемент 8,который в каждой температурной точке формирует компенсирующий сигнал.Практически компенсирующий. элемент 8может быть реализован в виде термозависимого потенциометра или микропроцессора. Во всех случаях законпреобразования сигнала термодатчика 7 в выходное напряжение управ-.ляющего элемента 9, при котором резонансная частота пьезопластины 1при любой температуре не отличается от номинальной, определяетсяэкспериментально на стадии настройки. В процессе работы этот законхранится в ячейках памяти микропроцессора, а в случае использования термозависимого потенциометрав его структуре и номиналах элементов. Точность термокомпенсациипредлагаемого устройства. определяется. точностью преобразования сигнала термодатчика 7 в компенсирующее воздействие управляющего элемента 9 на пьезокерамический ци1073881 Составитель В.Литвинов Редактор АХимчук Техред Ж,Кастелевич Корректор М.Демчик.Эаказ 377/53 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП ф,Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 лнндр 3, .т.е. точностью компенсирующего элемента 8.Влияние зазоров между пьезопластиной 1 и цилиндром 3, а также индивидуальные особенности ТЧ пьезопластины 1 могут быть учтены и записаны в память элемента 8. Форма ТЧХ резонатора может быть любой.Предлагаемый резонатор более технологичен в настройке, так как 4для обеспечения заданной стабильности не требуется осуществлять механической подгонки и многократного снятия ТЧХ. Кроме того, использование предлагаемого резонато ра в схемах генераторов позволяетувеличить их технические. характеристики, в частности тем" пературную, стабильность частоты.