Колебания растяжения—сжатия по длине

В узкополосных кристаллических фильтрах и генераторах, работающих в диапазоне частот от 60 до 160 кПл, чаще всего используются кварцевые резонаторы в форме узких стержней с ориентацией ХУа / - и колебаниями растяжения — сжатия по длине. В зависимости от требуемой температурной зависимости резонансной частоты угол выбирают в диапазоне 0—5°. Для отношения ширины к длине стержня <0,17 температурная зависимость резонансной частоты имеет форму параболы и не зависит от отношения ширины стержня к его длине. Положение вершины параболы можно задавать изменением температуры в диапазоне О—50° С, меняя угол (рис. 5.13). [c.183]

Рис. 5.13. Зависимость температуры точки поворота вт от угла >р для узких стержней с колебаниями растяжения — сжатия по длине с ориентацией А Уа/ - (р.

Использование в кристаллических фильтрах резонаторов типа МТ или пластин с ориентацией XYа/ - <р (с колебаниями растяжения — сжатия по длине) не всегда является удовлетворительным из-за сильных упругих связей между основными и паразитными типами колебаний. Упругая связь [c.185]

Резонатор в форме пластины со скошенными торцевыми гранями, совершающий колебания растяжения — сжатия по длине. [c.185]

Кроме основных колебаний растяжения — сжатия по длине и по контуру для стержней и пластин используются также колебания растяжения — сжатия по длине 3-го типа. При этом электроды резонатора имеют другую конфигурацию (рис. 5.19). В случае теоретического нулевого зазора между электродами резонатор можно рассматривать как параллельное соединение [c.189]

Рис. 5.19. Конфигурация электродов для возбуждения третьей гармоники колебаний растяжения — сжатия по длине.

Общий вид резонаторов с колебаниями растяжения — сжатия по длине н по контуру приведен на рис. 5.20. [c.191]

Рис. 5.39. Зависимость относительной разности частот последовательного и параллельного резонансов от ориентации стержней с колебаниями растяжения — сжатия по длине из кристалла и№Оз.

К до - 85-10 К . У рассматриваемого кристалла нельзя найти ориентацию стержня с колебаниями растяжения — сжатия по длине, прн которой ТКЧ в диапазоне О—70° С был бы равен нулю. [c.209]

В работе [150] при решении уравнений колебаний полосы первые уравнения (5.56) я (5.60) не учитывались. Исключая из рассмотрения первое уравнение (5.56), тем самым пренебрегали влиянием колебаний растяжения — сжатия по длине полосы, которые возбуждались напряжением, подаваемым на электроды, и резонансная частота которых определялась всей длиной полосы. При проектировании и исследовании фильтров было обнаружено, что высокие гармоники колебаний растяжения — сжатия по длине совместно с высокими гармониками изгибных колебаний могут вызвать при неподходящем выборе длины пластины нежелательные искажения характеристики затухания фильтра. [c.230]

Рис. 5.57. Пьезоэлектрический резонатор с колебаниями растяжения — сжатия по длине н разделенными электродами, предназначенный для кристаллического фильтра типа мостового четырехполюсника.

В диапазоне частот от 100 до 250 кГц используются резонаторы типа GT ( Х1а/5 °30 /Л5°) с колебаниями растяжения — сжатия по ширине и длине. Их резонансная частота с изменением температуры меняется незначительно (рис. 5.16) [111] ив диапазоне температур от О до 100° ие превышает 2-10 . Это связано с особенностью температурного коэффициен- [c.186]

В работе [151] было указано на возможность использования пьезоэлектрических резонаторов с колебаниями растяжения — сжатия по ширине в условиях захвата энергии при создании монолитных фильтров в диапазоне частот от 200 до 500 кГц. Рассмотрим решение этой задачи на примере пьезокерамического резонатора в форме тонкой узкой полосы, ориентированной в прямоугольной системе координат согласно рис. 5.55, а и поляризованной в направлении толщины (оси А"з). Пусть электроды, нанесенные лишь на центральную часть резонатора, имеют длину /, и ширину Ь, причем ширина электродов соответствует ширине полосы. Синусоидальное переменное напряжение, подведенное к электродам, возбудит в плоскости по- [c.228]

Исследование колебаний стержней начнем с простейшей задачи — с продольных колебаний, при которых поперечные сечения стержня, оставаясь плоскими и параллельными друг другу, совершают перемещения по оси стержня. Те растяжения и сжатия, которые при этом испытывает стержень, будут, конечно, сопровождаться соответствующими изменениями поперечных размеров и потому лишь точки оси стержня будут совершать при этих колебаниях прямолинейное движение. Движение точек, не совпадающих с осью, будет более сложным, но, если поперечные размеры стержня малы по сравнению с его длиной, можно [c.320]

Для более высоких частот служат П. р., в к-рых возбуждаются колебания изгиба по ширине с помощью разделенных электродов (рис. 4, б). К верхней и нижней парам электродов подводится напряжение противоположных знаков и, т. к. при растяжении в одной половине пластинки получается сжатие в другой, пластинка изгибается. Для изгибных колебаний длинной пластинки [c.255]

Среди различных типов собственных колебаний, возникающих в упругом стержне, продольные колебания являются наиболее простыми для исследования. В стержне могут возникнуть крутильные и поперечные колебания, которые рассматриваются в соответствующих параграфах. При исследовании продольных колебаний предполагаем, что поперечные сечения стержня остаются плоскими и что каждая точка поперечного сечения совершает только осевые перемещения. Продольные растяжения и сжатия, имеющие место при таких колебаниях стержня, сопровождаются возникновением той или иной величины поперечных деформаций. Однако в последующем обсуждении рассмотрим только те случаи, для которых длина продольных волн колебаний велика по сравнению с размерами поперечных сечений стержня. В этих случаях , не совершая существенной ошибки, можно пренебречь влиянием поперечных перемещений на характер продольных движений [c.323]

При использовании резонаторов в кристаллических фильтрах весьма важно распределение других близлежащих нежелательных резонансов. Отрицательное влияние оказывают изгибные колебання и колебания растяжения — сжатия по длине более высокого порядка. Зиачеиия резонансных частот, соответствующих этим колебаниям, можно определить с помощью теории, изложенной в разд. 3.2. Вычисленные значения резонансных частот, выраженных с помощью частотных постоянных, в зависимости от отношения размеров для пластины МТ-среза показаны на рис. 3.15. Другие Данные по резонаторам типа N7 приведены, например, в работе [27]. [c.181]

Резонансная частота закрепленных посредине резонаторов с колебаниями растяжения — сжатия по длине в форме узких стержней и с электродами, покрывающими обе ббльшие поверхности, дается выражением (2.32). При этом для ориентации стержня ХУа / - коэффициент податливости У в выражении (2.32) необходимо заменить коэффициентом 522, определяемым формулой (5.1). Для резонаторов этого типа значение индуктивности эквивалентной электрической схемы лежит в пределах от 20 до 100 Гк. При этом добротность резонаторов, работающих в вакууме, колеблется от 100000 до 140000. Если требуется более низкое значение индуктивности ЭЭС, а резонаторы имеют незначительную толщину, то начинают сказываться и металлизация стержня, и монтажные условия, что приводит к снижению добротности и смещению температуры, при которой ТКЧ имеет нулевое значение, в сторону более низких температур. [c.183]

В значительно меньшей степени в интервале частот 60—160 кПл используются резонаторы с колебаниями растяжения — сжатия по длине с орнен-тащ1ей ХУа / - 5° в форме пластины. Температурная зависимость резонансной частоты прн отношении ширины к длине резонатора в пределах 0,35—0,45 имеет вид монотонно убывающей кривой, а ТКЧ в диапазоне температур 10—50°С примерно равен - 4-10 К . На резонансную ча- [c.184]

Следующим типом резонаторов с колебаниями растяжения — сжатия по длине в диапазоне частот 60—160 кПл являются резонаторы МТ с ориентацией XYl/A5°, XYal/ - 5°/40°, XYal/ - 8,5°/34°. Отиошеине ширины к длине резонаторов находится в пределах 0,35—0,55. Температурная зависимость резонансной частоты имеет форму параболы, приведенной, например, для среза А Уа//-8,5°/34° в работе [115]. [c.185]

Рис. 5.15. Зависимость температуры вт, при которой достигается нулевое значение ТКЧ для кварцевых пластии с колебаниями растяжения — сжатия по длине с ориентацией Х а/ <р от угла <р при разном отиошеиии ширины к длине пластины.

Рис. 5.20. Пьезоэлектрнческне кристаллические элементы фирмы Тесла а — резонатор с колебаниями растяжения — сжатия по длине в стеклянном корпусе диаметром 10 мм б — резонатор СГ-среза в плоском металлическом держателе марки КК 2/19 в — резонатор СГ-среза на 100 кП1.

На основе кристаллов LiNbOs и LiTaOs были изготовлены и экспериментально проверены резонаторы, использующие все основные типы колебаний. Из них остаиови.мся на резонаторах с колебаниями растяжения — сжатия по длине и толщине и со сдвиговыми колебаниями по толщине. [c.207]

Зависимость резонансной частоты от температуры у стержней из Ь1Т Оз. испытывающих колебании растяжения — сжатия по длине, заметно слабее. Например, у резонаторов с ориентацией УХЬа]/ - 30°/Ф/90° для Ф в пределах от - 35° до - 50° ТЧХ имеет вид параболы, причем температура, при которой ТКЧ равен нулю, находится в интервале 15 — 70° С (рис. 5.41). [c.209]

Рис. 5.41. Температурно-частотная характеристика резонатора с колебаниями растяжения — сжатия по длине из и ШОз с ориентацией УХЬа// 30°/Ф/90° для разных углов Ф.

При низких частотах используются резонаторы в форме стержня с колебаниями растяжения — сжатия по длине. Стержень поляризован в направ-леиин толщины, и его резонансная частота задается выражением [c.212]

ЭЭС двухрезонаторной упругосвязанной структуры типа Н показаны на рис. 5.46. Чаще всего структуру образуют два стержня или две узкие пластины с колебаниями растяжения — сжатия по длине и соединительный мостик, выполняющий фуикщ1ю упругого элемента связи. Каждый из резонаторов снабжен парой электродов, а соединительный мостик не металлизирован. Пара электродов первого резонатора образует входные клеммы, пара электродов второго резонатора — выходные клеммы. Эквивалентная электрическая схема структуры имеет вид четырехполюсника, образованного идеализированными реактивными элементами (емкостями и индуктивностями) и идеализированным трансформатором с коэффициентом трансформации 1 - 1. Такой коэффициент трансформации означает, что при коротком элементе связи выходное напряжение сдвинуто относительно входного на г. [c.214]

Двухрезонаторные структуры типа Н созданы на базе резонаторов со сдвиговыми колебаниями по плоскости. Двухрезонаторные структуры на основе резонаторов с колебаниями растяжения — сжатия по длине и сдви- [c.214]

Так, например, отк.понение ориентации пластины всего на одну илн несколько угловых минут приводит к изменению температуры 0т, при которой температурный коэффициент частоты достигает нулевого значения. В зависимости от знака отклонения ориентации температура 0т увеличивается илн уменьшается, что обусловливает разброс значений резонансной частоты в рассматриваемом диапазоне температур. Толщина электродов и другие размеры влияют на крутизну кривой температурной зависимости резонансной частоты и часто вызывают смещение этой кривой. Нагрев резонатора прн запаивании стеклянного баллона илн вследствие высокочастотного иагрева при герметизации металлических корпусов обычно сопровождается химическими реакциями, прн которых меняется масса или упругие свойства электродов, а тем самым и резонансная частота резонатора. У резонаторов с изгибными колебаниями, с колебаниями растяжения — сжатия по длине и по контуру (используемых в диапазоне частот до 500 кПг), которые помещают в корпус, происходит изменение частоты при откачке воздуха из объема корпуса. Все этн факторы влияют на конечное значение резонансной частоты и являются причинами ее отклонения от номинального значения. Величина отклонения зависит от типа и исполнения резонатора. [c.519]

До настояшего времени при проектировании и производстве пьезоэлектрических резонаторов используют в основном объемные колебания стержней н пластин, главным образом колебания изгибные, растяжения—сжатия по длине и по ширине н сдвиговые по грани и по толшине. Создаваемые пьезоэлектрические резонаторы рассчитаны на номинальные резонансные частоты в диапазоне от 1 кГц до 160 МГц. В последнее время, однако, начали производить резонаторы, использующие поверхностные акустические волны [106]. Этн резонаторы предназначены преимущественно для частот выше 100 МГц и будут рассмотрены в части II книги. [c.171]

В настоящее время особое внимание уделяют миниатюрным полосковым резонаторам со сдвиговыми колебаниями по толщине, изготовляемым из ЫТаОз или Ь1ЫЬОз. Оптимальная ориентация полосковых резонаторов из иТкОз показана на рис. 5.43 и обозначается символом ХУа/Ф, где угол Ф находится в интервале от - 48° до - 54°. Ориентированные таким образом резонаторы испытывают колебания растяжения — сжатия по толшине или сдвиговые колебания по толщине приблизительно в направлении длины (в литературе эти колебания известны как быстрая мода ) и сдвиговые колебания по толщине в направлении ширины (эти колебания называют медленной модой ). Значения параметров, характеризующих приведенные типы колебаний для ориентации ХУа/- 54°48, даны в табл. 5.4 [139]. В последней работе показано также, что наименьшей величины последовательного эквивалентного сопротивления можно достичь при ориентации ХУа/ - 48°. Для исключения паразитных резонансов необходимо, чтобы Отношение ширины резонатора к его толщине находилось в интервале 1,5 — 2,0 или 2,8 — 3,1. Температурная характеристика резонансной частоты у полосковых резонаторов с ориентацией ХУа/4,5°/- 48° имеет вид параболы. Точка поворота зависит при этом от длины и толщины электродов и изменяется в интервале от - 20° С до + 30° С. [c.209]

Принимая во внимание различие условий в металлизированной и неметаллизированной частях полосы и решая соответствуюшне уравнения движения, например, способом, описанным в работе [150], с учетом граничных условий, можно определить частотный спектр колебаний растяжения — сжатия по ширине в условиях захвата энергии как функщ1ю, например, отношения длины к ширине электродов и т. п. [c.230]

Конфигурация монолитного фильтра с двумя упругосвязанными резонаторами показана на рис. 3.55, б. Для подавления ангармонических мод колебаний растяжения — сжатия по ширине полосы в условиях захвата энергии необходимо, чтобы каждая из длин электродов Ь и 2 была меньше [c.230]

Колебания стержней, сечения которых меняются по длине, представляет сложную задачу. Поэтому мы ограничимся рассмотрением колебаний стержня круглого сечения, диаметр которого меняется по закону показательной функции [22]. Кроме предположений, которые были сделаны для цилиндрических стержней, в данном случае добавляется требование постепенного изменения размеров сечения. При внезалном изменении сечений напряжения в стержне распределяются более сложно, чем в случае обычного растяжения или сжатия [151]. Конечно, при этом даже наибольшее поперечное сечение стержня должно быть величиной ма- [c.253]

Описанные в 2, 3, 4 опыты касались лишь двух характерных точек диаграммы растяжения — сжатия предела текучести (упругости) и предела прочности (временного сопротивления). Что касается всей диаграммы растяжения при различных скоростях деформации, то построение ее встречает серьезные экспериментальные трудности, когда скорость деформации становится большой. Это — трудности двух типов. Во-первых, при повышении скорости деформации, связанном с приложением нагрузок ударного типа, колебания измерительных приборов становятся столь значительными, что вносимые этими колебаниями погрешности превышают измеряемые величины. Казалось бы, эти трудности можно преодолеть путем применения для измерения, например, деформаций проволочных датчиков сопротивления, которые представляют собой тонкие проволочки, наклеиваемые на образец и изменяюш,ие свое электрическое сопротивление при деформации вместе с деформированием образца. Эти датчики практически безынерционны. Но здесь неизбежно выступают трудности второго рода. Дело в том, что, как увидим далее, механические возмуш,ения в любой реальной среде распространяются с конечной скоростью, в виде волн. При малой скорости нагружения эти волны в течение опыта много раз пробегают туда и обратно вдоль образца, так что напряженное и деформированное состояния в целом однородны. При большой же скорости нагружения деформированное и напряженное состояния сильно неоднородны по длине образца. Это означает, во-первых, что, например, деформация, вычисляемая как отношение абсолютного удлинения к длине образца, не отражает деформированного состояния образца даже в среднем, а скорость деформации, вычисляемая как частное от деления скорости изменения расстояния между концами образца на длину его, не является даже в среднем истинной скоростью деформации, которая, как и деформация, переменна по длине образца и во времени. При этом, чем длиннее образец, тем эти неоднородности существеннее. Во-вто-рых, пробегание туда и обратно волн по образцу передает через датчик на измерительный прибор переменные показания, частота которых соизмерима или превышает собственную частоту колебательных контуров [c.255]

Частицы среды, в которой распространяется волна, не переносятся волной, они лишь совершают колебания около своих положений равновесия. В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению, в котором распространяется волна, различают типы волн. Если частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны, то такие волны называются продольными (волнами растяжения — сжатия). Если частицы среды колеблются перпендикулярно к направлению рас-лространения волны, то такие волны называются поперечными (волнами сдвига). Распространение этих воля можно пояснить таким примером. Если по торцу пружины нанести удар в направлении ее оси, в ней будет возникать продольная волна. Если стряхнуть конец длинной пружины или жгута, то будет распространяться поперечная волна. Поперечные волны могут возникать лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвига. Поэтому в жидкой и газообразной средах возможно возникновение, только продольных волн. В твердой среде могут возникать про-дольные и поперечные волны. [c.11]

Для случая растяжения-сжатия приведем опыты И. Е. Дебрив-ного [16] над тросами. Вследствие малости диаметров проволоки по сравнению с диаметром троса можно силы трения между проволочками считать равномерно распределенными по объему и применять формулу для декремента продольных колебаний из табл. 2 выведенную для однородного материала. Зависимо- 9 сти декрементов от длины и поперечных размеров троса приведена на рис. 3. [c.17]

D. С. Gazis и R. D Mindlin [2.94] (1957) с помощью уточненной теории, учитывающей первую симметричную моду по ширине, исследуют переход от плоской деформации к обобщенному плоскому напряженному состоянию. Это соответствует переходу от /пластины с шириной 2h и толщиной 2а к балке-стенке с шириной 2h и высотой 2а. Вычислены предельные фазовые скорости при больших длинах волн (малых волновых числах т)), соответствующие низшим модам несимметричных (изгибных) и симметричных (растяжение — сжатие) колебаний. Уточненные асимптотические значения этих скоростей с учетом влияния конечности ширины пластины имеют вид [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...