Резонаторы пьезоэлектрические

Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР — пьезоэлектрический преобразователь с ярко выраженными резонансными свойствами вблизи собств. частот колебаний механич. системы (см. также Резонанс). Представление П. р. в внде эквивалентной схемы с сосредоточенными параметрами см. на рис. 1. При внеш. [c.191]

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР — пьезоэлектрический преобразователь, предназначенный для работы в качестве электрич. двухполюсника. Им1 ет вид бруска, пластины или тел более сложной формы из пьезоэлектриков, на поверхность к-рых нанесены электроды. [c.254]

Примечание. Если необходимо показать, что пьезоэлектрический элемент находится в вакууме, его обозначение помещают в изображение вакуумного баллона. Например, резонатор пьезоэлектрический вакуумный с двумя пьезоэлектрическими элементами [c.1229]

Принцип построения электрич. схемы К. г. и его действия такие же, как и у обычных генераторов электромагнитных колебаний. Параметры колебат. системы выбирают так, чтобы большая часть энергии была сосредоточена в кварцевом резонаторе. В этом случае генерируемая частота определяется гл. обр. высокостабильной собств. частотой кварцевого резонатора, к-рый является объёмной механич. колебат. системой, выполненной в виде пластины, кольца или бруска, вырезанных определённым образом из кристалла кварца. Такой пьезоэлектрический резонатор обладает очень малыми потерями энергии нри колебаниях и высокой добротностью 10 ч-10 . Кварцевый резонатор механически очень прочен, химически стоек, нечувствителен к влажности, его собств. частота мало зависит от темп-ры. Кроме того, кварцевый резонатор имеет малые размеры, что облегчает его защиту от внеш. воздействий. [c.345]

Рис. 1. Эквивалентная схема пьезоэлектрического резонатора.

Рис. 2. Зависимость реактивного сопротивления пьезоэлектрического резонатора от частоты колебаний.

Параметры пьезоэлектрического резонатора [c.192]

Для пайки кварца успешно используют галлиевые припои (например, при производстве пьезоэлектрических кварцевых резонаторов). При пайке галлиевыми припоями, содержащими индий, олово и медь, термообработку этих спаев следует проводить в кислородосодержащей атмосфере при температуре не менее 100 °С. [c.286]

В простейшем случае кварцевый резонатор представляет собой конструктивно обособленную электромеханическую резонансную колебательную систему, активный (т. е. совершающий колебания) элемент которой изготовлен из монокристалла кварца [13]. Для построения систем самовозбуждения кварцевых резонаторов используют прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты, благодаря чему указанные системы получаются весьма простыми как в конструктивном, так и в схемном отношении. [c.444]

Другая группа ФВП, находящих широкое применение в современной информационной технике, — объемные резонаторы на базе пьезоэлектрической керамики (типа ЦТС-22 и др.). Для построения систем самовозбуждения здесь также используют прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Резонаторы этого типа применяют в различных частотных фильтрах и дискриминаторах, в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре, в качестве излучателей ультразвука и т. д. [c.444]

Явлением провала Лэмба можно воспользоваться для очень эффективной стабилизации частоты лазера [19]. Поскольку ширина провала Лэмба примерно равна однородной ширине линии, а в газовых лазерах она обычно много меньше неоднородной ширины линии (ср. значения и Avg, приведенные для неона в разд. 2.3.3.1 и 2.3.3.2), положение дна лэмбовского провала фиксируется с очень высокой степенью точности. Предположим, что одно из зеркал резонатора укреплено на пьезоэлектрическом преобразователе таким образом, что длина резонатора может очень плавно меняться при приложении электрического напряжения к преобразователю. Тогда с помощью соответствующего электронного устройства обратной связи частоту лазера можно стабилизировать относительно минимума лэмбовского провала. В Не—Ые-лазере применение такого метода позволило получить стабильность и воспроизводимость частоты генерации порядка 10 . Это значение стабильности ограничивается тем, что центральная частота перехода сама по себе не является [c.277]

Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы иа объемных и повер.хностных акустических волнах материалы, технология, конструкция, применение Пер. с чеш./Под ред. И. С. Реза. — М. Мир, 1989. — 560 с. [c.278]

Пьезоэлектрические резонаторы вырезают из кристалла кварца параллельно или перпендикулярно кристаллографическим осям, а также под определенными углами к ним (см. рис. 20.18). Для получения необходимых электрических характеристик и малого температурного коэффициента резонансной частоты требуется высокая точность ориентации относительно кристаллографических осей. [c.336]

Форсунки с участием газовой среды (рис. 2.28) мало изучены, расчет их затруднителен, поэтому необходимо проведение экспериментальных исследований. В упомянутой выше работе как раз приведены результаты таких исследований, в которых колебания резонатора достигались с помощью пьезоэлектрического датчика. [c.70]

Активные методы основаны на внешнем воздействии на свойства резонатора, например, модуляции его потерь или оптической длины с частотой со (рис. 19.11 / — пьезопреобразователи). В случае на рис. 19.11, а модуляция потерь производится акустооптическим, а на рис. 19.11,6— пьезоэлектрическим изменением базы резонатора. При этом для фазировки мод частота внешнего воздействия должна совпадать с разностью частот между модами, т. е. [c.190]

Пьезоэлектрические резонаторы (рис. 15.27—15.30, табл. [c.522]

Ниобатные материалы и материалы системы ЦТС успешно используются для изготовления резонаторов пьезоэлектрических фильтров, датчиков и в вибротехнике, ультразвуковой дефектоскопии, пьезоэлементов электроакустических устройств (телефонов, микрофонов, звукоснимателей) и многих других приборов радиотехнической, электронной и вычислительной техники. [c.325]

Пьезомодули имеют следующие значения d — = —2,25-10 2 м/В, di4=0,85-10- 2 м/В. Их значения меньше, чем у сегнетовой соли, но кварц отличается высокой физической и химической стабильностью, особенно высока у него механическая добротность Qm, достигающая нескольких десятков тысяч. Плотность кварца равна 2650 кг/м температурный коэффициент линейного расширения— 7,97-10- К , удельное сонротивление р= =3-10 2 Ом-м, относительная диэлектрическая проницаемость параллельно оптической осн (оси z) е п =4,6, а в перпендикулярном ей направлении Erj =4,5. Квар-певые вибраторы могут быть изготовлены не только из пластин, перпендикулярных оси 2. Если угол между нормалью к плоскостн пластины и осью 2 равен 55 или 138°, то можно получить пулевой температурный коэффициент частоты. Кварц используют для изготовления резонаторов, пьезоэлектрических вибраторов, кварцевых фильтров и для других целей. Без кварца нельзя обойтись в технике связи. [c.299]

Развитие электроники, электроакустики, измерительной техники привело в последние юды к интенсивному развитию новых областей физики диэлектриков. Одно из таких направлений связано с изучением линейного взаимодействия электрических, механических и тепловых нолей при ньезо- и пироэлектрическом эффекте. В настоящее время существуют различные технические устройства, в которых успешно используется явление пьезоэффекта. Пьезоэлектрические л атериалы широко применяются в дефектоскопии, в электроакустических преобразователях, в радиотехнических устройствах типа резонаторов, полосовых фильтров, ультразвуковых линий задержки и т. д. Особое внимание исследователей к таким материалам, как пьезоэлектрики, связано с явлением пьезоэффекта, обнаруженным братьями Кюри в 1880 г. Это явление состоит в том, что при деформировании кристаллов некоторых кристаллографических классов на их поверхностях появляются электрические заряды, пропорциональные величине деформации. Термодинамический анализ показывает существование обратного эффекта, который проявляется в возникновении механических напряжений в кристалле при действии электрического поля. Характерной особенностью пьезоэффекта является его связь [c.69]

Если к пьезоэлементу приложить переменное напряжение, то в нем возникнут переменные механические колебания. Амплитуда их меняется при изменении частоты переменного поля при совпадении частоты поля с собственной (резонансной) частотой пьезоэлемента амплитуда приобретает максимальное значение. Это позволяет представить такой пьезоэлемёнт эквивалентной электрической резонансной схемой. Подобно колебательному электрическому контуру пьезоэлектрический резонатор характеризуют механической добротностью Q. [c.159]

Для возбуждения и приёма объёмных волн в А. используются пьезоэлектрические преобразователи пье-зоэлектрич. пластинки (на частотах до 100 МГц), пьезополупроводниковые преобразователи с запирающим или диффузионным слоем (в диапазоне частот 50 —300 МГц), плёночные преобразователи (на частотах выше 100 МГц). Гиперзвуковые волны часто возбуждаются с поверхности пьезоэлектрич. звукопровода, торец к-рого для этих целей помещают в зазор СВЧ-резонатора или замедляющую СВЧ-систему. Для возбуждения и приёма ПАВ используются гл. обр. встречно-штыревые преобразователи (рис. 1, а), представляющие собой периодич. структуру металлич. электродов, нанесённых на пьезоэлектрич. кристалл. [c.53]

Несколько меньшее распространение имеют ФВП в виде объемных резонаторов из магнитострикциоиных материалов (никель, ферриты марок СП и СК и др.). Такие ФВП называют иногда также магнитострикционными вибраторами. Для построения систем самовозбуждения таких ФВП используют прямой и обратный пьезомагнитный эффекты. Основные применения магнитострикциоиных резонаторов такие же, как пьезоэлектрических. ФВП указанных типов широко и всесторонне освещены в обширной технической литературе [1, 4, 6, 8, И, 13, 14, 17—20]. [c.444]

Развитие техники стабилизации частоты и частотной селекции, так же как и развитие многих других вибрационных приборов, идет по пути создания многокомпонентных интегральных пьезоэлектрических микроэлектронных устройств, в которых КР конструктивно объединены с микросхемой (микроэлектронные кварцевые генераторы, интегральные пьезоэлектрические фильтры, электронные часы и др.). В целях микроминиатюризации аппаратуры разрабатывают и изготовляют также многоэлектродные и многочастотные КР. В последних на одной общей пластине кварца (пьезоэлементе) располон<ены на определенном расстоянии две, три пары электродов и более, образующих изолированные друг от друга резонаторы со степенью механической развязки более 40 дБ, что основано на использовании явления захвата (локализации) энергии колебании сдвига по толщине в подэлектродной области (между парой электродов). [c.445]

Резонаториые преобразователи. Преобразователи этого типа представляют собой генераторы с электромеханической обратной связью через частотно-избирательный элемент, параметры которого зависят от производимого на него воздействия (рнс. 17). Генератор с пьезоэлектрическим резонатором в цепи обратной связи возбуждается на частоте / , равной Л/с /2/, где — скорость распространения используемых звуковых волн N — целое число I —длина пути волн в резонаторе. Если на резонатор действует сила, его размеры и механические свойства, а с ними и частота генерации, изменяются в первом приближении пропорционально силе. Таким образом, преобразователь является управляемым силой генератором с частотной модуляцией [16] и близок к емкостным или индуктивным МЭП с частотным выходом, однако в последних используется не механический, а электрический резонанс. [c.205]

Механические резонаторы в виде тонких круглых дисков часто используются при возбуждении осесимметричных колебаний в окрестности основной частоты толщинного резонанса. Уже первые опыты применения таких резонаторов показали необоснованность надежд на то, что в случае малой относительной толщины главная толщинная форма колебаний будет иметь близкое к поршневому движение плоских поверхностей диска [75, 264]. Кроме усложнения форм колебаний, значительные трудности встретились при объяснении структуры спектра собственных частот. Как отмечается в работе [121, с. 164], ... хотя при конструировании пьезоэлектрических резонаторов возникает много сложностей, ни одна из них не оказывается столь трудно преодолимой, как определение многочисленных мод колебаний в кристаллических пластинах. Первые опыты практического применения высокочастотных резонаторов с колебаниями по толщине были почти безуспешными вследствие казавшегося бесконечным ряда нежелательных сигналов вблизи основной модЫ колебаний . Наличие цилиндрических граничных поверхностей, особенности волноводного распространения в упругом слое, специфика отражения упругих волн от свободной границы обусловливают появление большого числа резонансов, сосредоточенных вблизи основного толщинного. Отмеченные обстоятельства явились стимулом к проведению многочисленных исследований, целью которых было получение данных для лучшего понимания природы толшин-ного резонанса в диске. [c.211]

Применение диэлектрических преобразователей в радиоэлекг-ронике начинается с изобретения П. Ланжевеном сонара (гидролокатора) в 1916 г. и У. Кэди пьезоэлектрического кварцевого резонатора в 1920 г. За ними последовали изучение И. В. Курчатовым (1928—1932 гг.) первых сегнетоэлектриков, открытие Б. М. Вулом (1945 г.) сегнетоэлектрических свойств титаната бария, а также бурное развитие с 60-х годов твердотельных лазеров и нелинейной оптики после пионерских работ А. М. Прохорова и [c.3]

Пьезоэлектрические резонаторы применяются в радиотехнике уже более 60 лет. Их основное назначение — стабилизация частоты радиотехнических генераторов. Поскольку добротность и стабильность пьезорезоиаторов может быть очень высокой, их применяют также в качестве датчиков в различных приборах (с помощью которых измеряется давление, ускорение, перемещение, температура, скорость потоков газов и жидкостей, определяется их химический состав и т. п.), так как параметры окружающей резонатор среды влияют на его добротность и собственную частоту. [c.137]

Наиболее широко используемыми АРК на ПАВ являются различные полосовые фильтры. Например, телевизионные фильтры промежуточной частоты выпускаются в количестве многих миллионов штук при невысокой стоимости. Полосовые фильтры на ПАВ широко используются в диапазоне частот 10—2 ГГц, т. е. перекрывают метровый и дециметровый диапазоны, при весьма широком диапазоне относительной полосы пропускания, варьируемом в пределах 0,01 —100%. При этом вносимые фильтром потери достаточно малы при обеспечении хорошего подавления отраженных сигналов. Сказанное является лишь общей оценкой ситуации. В каждом конкретном случае разработчики сталкиваются с необходимостью выбора оптимальных параметров. Как правило, совре--veHHbifi уровень расчета конструкций и отработанности используемых материалов позволяет успешно решать эти задачи, включая проектирование и использование резонаторов на ПАВ, конкурентоспособных с интегральными (монолитными) пьезоэлектрическими фильтрами. [c.150]

Электроиндуцированиый пьезоэффект в параэлектриках является частным, но важным случаем наведенного электрическим полем пьезоэффекта в неполярных диэлектриках [73]. В параэлектриках электрическое управление частотой пьезорезонаторов достигает нескольких процентов, на два порядка превышая частотную перестройку резонаторов из классических пьезоэлектрических кристаллов и на порядок — частотную перестройку резонаторов из сегнетопьезокерамики. [c.157]

Впервые в аргоновом лазере активная синхронизация мод была реализована в работах [4.7] и [4.8] с помощью амплитудных модуляторов, а в работе [4.9] — с помощью фазового модулятора. Этот тип лазеров, так же как и криптоновые лазеры, в последнее время нашел важное применение в качестве источника импульсов для синхронной накачки лазеров на красителях, что будет рассмотрено в гл. 5. В настоящее время лазеры на ионах благородных газов применяются во многих лабораториях и в промышленном производстве. При этом часто используются упомянутые в п. 2.4.2 лазеры промышленного изготовления, в которые встраиваются соответствующие модуляторы. В п. 2.4.2 были рассмотрены лазеры на ионах благородных газов. Здесь мы кратко рассмотрим особенности таких лазеров при активной синхронизации мод. Пример устройства резонатора аргонового лазера с активной синхронизацией мод приведен на рис. 4.5 (по [4.10]). Синхронизация мод аргонового лазера типа ILA 120, изготовленного на предприятии VEB arl Zeiss Jena (3), осуществлялась с помощью модулятора (1), имевшего форму призмы. Модулятор, работавший в режиме стоячей волны, был изготовлен из плавленого кварца 1) и снабжен пьезоэлектрическим датчиком (2). Благодаря своей призматической форме модулятор одновременно осуществлял селекцию длин волн в резонаторе. Окна модулятора были скошены под углом Брюстера. Это сводило потери к минимуму и исключало возбуждение субгармоник. Модулятор снабжался терморегулятором с электронной регулировкой, позволявшей регулировать и стабилизировать температуру модулятора. Это [c.146]

Этилен-диамин-тартрат. Кристаллы этилен-диа-миновой соли винной кислоты (условное обозначение ЭДВ) кристаллизуются в моноклинной системе (рис. 20.26,а). Химический состав этилен-диамин-тартрата eHi4N20e. Кристалл этилен-диамин-тартрата имеет восемь независимых пьезоэлектрических модулей. Значения двух из них равны соответственно doj = 3,4х ед. СГСЭ das = —3,1- ед. СГСЭ 112]. Наиболее употребительные срезы резонаторов с малым температурным коэффициентом резонансной частоты показаны на рис. 20.26.6. [c.339]

Действие прибора Соник Резонатор (табл. 32) основано на использовании влияния обусловленного дефектом изменения входного механического импеданса контролируемого изделпя на входной электрический импеданс нагруженного на это изделие пьезоэлектрического преобразователя. Последний [c.275]

Как показано в предыдущей главе, потери в металлах имеют в основном тепловой характер, причем теория Зенера объясняет большинство наблюдаемых результатов. Внутреннее трение в пластиках и диэлектриках, вообще говоря, значительно выше, так что значение модуля упругости изменяется с частотой очень быстро. Эти явления будут обсуждены позже, в главе, где описаны другие методы измерения динамических упругих свойств, но здесь было бы полезным иметь оценку относительных значений величины внутреннего трения в различных материалах. В табл. 1 приведены значения, полученные Джемантом и Джексоном при частотах между 0,3 и 10 гц. Самое низкое значение внутреннего трения отмечено в пьезоэлектрических кварцевых резонаторах. Ван Дейк [147] даёт значение [c.124]

Список работ по теории захвата энергии в пьезокерамических материалах с большим коэффициентом электромеханической связи весьма невелик [I], причем сами работы носят чисто теоретический характер и практически не дают рекомендаций по прикладным вопросам создания резонаторов такого типа. Во всех этих работах рассматрива-егсн только толщинно-крутильная (ТТ) мода колебаний сдвига по толщине, причем в работе [2] частоты среза ТТ-колебаний пластины получены при упрощающем допущении, справедливость которого не очевидна для пьезокерамических материалов с очень большим коэффициентом электромеханической связи, например для ЦТС-300 с К 5=0,71. Ори создании резонаторов из таких пьезокерамических материалов необходимо использование строгой математической модели эффекта захвата энергии колебаний сдвига по толщине с учетом в общем случае как массового нагружения, так и пьезоэлектрического взаимодействия. Разработке такой модели и посвящена настоящая статья. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...