Пьезоэлектрический резонатор

Класс 21 а 4, 10 Лв 123573 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР явлено 2 сентября 1958 г. за Мо 606991/ открытий при Советев КомитМинистро по делам изобретении иСССР публиковано в Боллетене изобретений Ъо 21 за 1959 Известно применение в пьезоэлектрических резонаторах ца низкие частоты кристаллических элементов, совершающих преимущественно колебания изгиба или кручения, К числу таких элементов относятся пластины с нанесенными на их большие грани разделенцымц электродами, бруски с электродами, нанесенными па четыре боковые грани, и, наконец, сдвоенные или бцзОрфцые элементы.В элементах первого типа, как известно, не удается озбудцть колеоания н 1 достаточ 0 низких 111 стот 1 х, так ка 14 пзгцо в нцх Осуществляется в направлении ширины псастицы, В элементах второго типа (бр 1 сках) озможно возбуждение пзгиоцых ко:еб;ццй ц;1 более низких ча-тотах (Примерно до частот порядка 1 кг), т. к, колебания :згцба в этом случае могут быть возбухкдецы в направлепш наименьшего размера элемента (в направлении толщины), Однако резонаторы с элементами этого типа имеют высокий пмпедацс, что в большинстве случаев вызывает затруднения при согласовании пх с элемсцтамц цепей генераторов и фильтров и обусловливает сравшпельно низкую акти- ность их колебаний, Элементы третьего типа (биморфныс), представ,1 яющие собой соединение двух крист;1 лл 1 Песких пластн, хогя и:Ишс:1- пые указ 1 нцых недостатков, це по,1 училц широкого прц.ененця вв 1 ду того, что наличие в цих слоя веществ 1 (ксСя плп припоя), посредстомОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СОЕДИНЕНПС КРИСтаЦтЕСКЦХ ПЛПСТЦ, ЫЗЫВ;1- ет ухудшение ряда характеристик резоцаторо. Резонаторы с бпморфными элементами имеют большой разброс э;ектрпескцх п арамеров, большой температурный коэффициент частоты т.к.ч.), малую добротность и характеризуется непостоянством параметров во времени.Предлагаемый резонатор позволяет осуществлять цзгцбцые цтп 1 крутильные пьезоэлементы, соединяющие г, себе достоинства элементов всех упомянутых типов и лишенные их недостатков. В теле крист;1 лтц123573ческого элемента (бруска илп пластины) прорезается одна или несколько щелей, параллельных сГо граням. Поверхности щелей используют я для нанесения на ццх одним из известных способов тонкого слоя металла, образующего электроды внутри кристаллического элемента, Наружные и внутренние электроды соединяют между собой таким обр" зом, чтобы приложенное к цим электрическое напряжени- вызывало противоположно направленные линейные цли сдвиговые деформации противоположных сторон элемента. Г 1 ри этом в элементе будут возникать деформации изгцоа или кручения.На фиг. 1 изображен простсйший изгибцой или крутильный элемент; на фиг. 2 - схема расположения внутренних и наружных электродов и соединения их межд собой, позволяющая возбуждать колебания изгиба; стрелками показано направление электрического поля и соответствующих линейных деформаций элемента.Сопоставляя форму, размеры и взаимное расположение электродов предложенного ;шелевог о 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 электродямц, что при относительно большой площади их обеспечивает большое знячсцце параллельной емкости, следовательно, низкое знячсцце его импсданса, Благодаря низкому импедацсу шслсвые элементы обладают высокой активностью колеоаний цри возбуждении их в явтогенсряторях. Для понижения электрического импеданса элемента можно прибегнуть либо к увеличению ширины шелц, как это показано ца фиг. 3, либо к увеличению их числа,На фиг. 4 и 5 показаны элементы, в теле которых про 1)езанэ несколько щелей, что позволяет еще более уменьшить расстояние между электродами и получить несколько пар электродов, я следовательно, понизить электрпчсскии цмпедацс таких элементов. Подобного рода щели незначительно изменяют собственную частоту колебаний элемента, так как же"ткость его ца цзгиб изменяется незначительно. Однако, используя систему фигурных шслсй, например, аналогичную показанцои на фиг. б, можно наряду с уменьшением импеданса достигнуть и заметного понижения частоты собственных колебаний изгиба, не прибегая к увеличецию размеров 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 преимугцеств по сравнению с последними, в частности имеют меньший т.к.ч., ббльшую добротность 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 изобретенияПьезоэлектрический резонатор с цельнокристаллическим элементом, совершающим колебания изгиба или кручения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения его электрического импеданса, резонатор снабжен одной или несколькими гцелями, на боковые поверхности которых нанесены проводящие электроды.