Пьезоэлектрический резонатор

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при разработке кварцевых генераторов. Целью изобретения является расширение рабочего интервала температуры. Резонатор содержит размещенные в корпусе 6 пьезоэлектрическую пластину 1 с возбуждающими электродами 2 и пленочным локальным нагревателем 3, расположенным соосно с линией нулевых температурных изменений частоты. С разных сторон относительно пленочного локального нагревателя 3 вдоль его контура размещены теплопроводящие пленочные элементы 4, каждый из которых соединен с ним соответствующим инерционным элементом тепловой связи 5. При низких температурах окружающей среды наличие теплопроводящих пленочных элементов 4 исключает возникновение больших температурных градиентов в динамическом режиме при включении устройства, приводящих к разрушающим деформациям пьезоэлектрической пластины 1. 1 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности, к пьезотехнике и может быть использовано при разработке кварцевых генераторов повышенной стабильности частоты или перестраиваемых генераторов с тепловым управлением. Целью изобретения является расширение рабочего интервала температур. На чертеже представлена конструция пьезоэлектрического резонатора. Резонатор содержит пьезоэлектрическую пластину 1, возбуждающие электроды 2, пленочный локальный нагреватель 3, теплопроводящие пленочные элементы 4, инерционные элементы тепловой связи 5 и корпус 6. Пьезоэлектрический резонатор работает следующим образом. Пьезоэлектрическая пластина 1 кварцевого резонатора возбуждается на резонансной частоте с помощью внешнего источника электрических колебаний, подключенного к возбуждающим электродам 2. Температурная стабилизация частоты кварцевого резонатора осуществляется пленочным локальным нагревателем 3, подключенным к выходу регулятора температуры. При использовании кварцевого резонатора в составе системы с автоподстройкой частоты тепловым управлением пленочный локальный нагреватель 3 подключают к выходу системы автоподстройки. В условиях эксплуатации температура пленочного локального нагревателя 3 обычно имеет значение выше наивысшей рабочей температуры. Практически эта величина находится в пределах от +60^оС до +200^оС. В установившемся режиме тепловое поле пьезоэлектрической пластины 1 кварцевого резонатора имеет экспоненциальное распределение в направлении от пленочного локального нагревателя к центру и периферии пьезоэлектрической пластины 1. Под действием данного теплового поля возникают внутренние деформации кварцевого кристалла пьезоэлектрической пластины 1, величина которых при этом не выходит за пределы допустимых упругих деформаций. Однако при температуре окружающей среды -50^оС перепад температуры между пленочным локальным нагревателем 3 и элементами конструкции, имеющими тепловой контакт с окружающей средой, составляет 110-250^оС. В этом случае в динамическом режиме при включении устройства пленочный локальный нагреватель 3 практически мгновенно нагревается до стационарного значения температуры. При этом внутренние деформации пьезоэлектрической пластины 1 вблизи пленочного локального нагревателя 3 превышают допустимые значения, что приводит к ее разрушению. Благодаря наличию теплопроводящих пленочных элементов 4, связанных с пленочным локальным нагревателем 3 с помощью инерционных элементов тепловой связи 5, тепловое поле, возникающее вокруг пленочного локального нагревателя 3, имеет более равномерное распределение. Это исключает возникновение больших температурных градиентов, приводящим деформациям. При практической реализации конструкции резонатора с пьезоэлементами АТ-среза без дополнительных теплопроводящих пленочных элементов 4 (на частоте 10 МГц по третьей механической гармонике) разрушение пьезоэлемента происходило при температуре -35^оС (температура нагревателя +70^оС). При такой же конструкции резонатора с теплопроводящими пленочными элементами работоспособность резонатора сохранялась до -60^оС. Для расширения диапазона температур на пьезоэлектрической пластине 1 можно разместить несколько теплопроводящих пленочных элементов 4, которые обеспечат допустимые величины температурных градиентов.

Формула изобретения

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР, содержащий размещенную в корпусе пьезоэлектрическую пластину с расположенными на ее первой и второй основных гранях в активной области возбуждающими электродами с выводами и на первой основной грани в периферийной области соосно с ее линией нулевых температурных изменений частоты пленочным локальным нагревателем с выводами, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего интервала температур, в него введены теплопроводящие пленочные элементы, каждый из которых соединен с пленочным локальным нагревателем соответствующим инерционным элементом тепловой связи, причем теплопроводящие пленочные элементы размещены в периферийной области первой основной грани пьезоэлектрической пластины с разных сторон относительно пленочного локального нагревателя вдоль его контура.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A 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: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---