Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 205

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Тип резонатора

Вакуумные (ГОСТ 11599 — 67,

приложение)

Герметизированные (ГОСТ 6503—67,

приложение 1)

і

П р о д о л ж е н и е т а б л . 4.1

 

Эквивалентные параметры

резонатора

 

 

 

динамическое сопро­

Статистиче­

Диапазон частот

динамическая индук­

ская емкость

 

тивление

резонатора, кГд

тивность L R B , Г

 

гкв,

кО«

С и . пФ,

HP ^ОЛРР

 

 

от

де

800

 

і

45

1500

 

0,3

6,0

2000

 

0,09

2,5

3000

 

0,02

U0

5000

 

0,003

0,35

10 000

 

0,02

0,04

15000

 

0,001

0,01

20 000

 

0,001

0,35

100 000

 

0,001

0,35

750—

1000

1

45

1 000—

1 500

1

45

1500—

2 000

0,3

6,0

2 000—

3000

0,09

2,5

3000—

5000

0,02

1,0

5 000—10 000

0,003

0,35

10000—15 000

0,02

0,04

15 000—20 000

0,002

0,04

15 000—20 000

0,001

0,01

20 000—100 000

0.001

0,35

от

0,02

0,01

0,007

0,005

0,003

0,001

0,001

0,00!

0,01

—

—

—

—

—

—

—

—

—

до

 

0,5

 

0,4

15

0,3

10

0,1

10

0,05

10

0,03

10

0,2

10

0,2

to

0,2

10

1,3

12

0,6

12

0,4

12

0,3

12

0,1

12

0,08

12

0,05

12

0,05

12

0,2

12

0,2

12

Примечание

Механические гармоники (3-я 5-я, 7-я)

Основная частота

Механические гармоники (3-я, 5-я. 7-я!

разитнБтх

резонансов,

температуры и

других причин

19-11].

 

 

 

Уходы частоты кварцевых резонаторов в интервале тем­

ператур

характеризуются их температурно-частотными

характеристиками (ТЧХ) и оцениваются

либо по среднему

ТКЧ (температурному

коэффициенту частоты), либо по мак­

симальному отклонению частоты в интервале температур. Средний ТКЧ определяется как отношение приращения частоты к соответствующему приращению температуры. Зависимость частоты резонатора от температуры представ­ ляется в виде степенного ряда, обычно оканчивающегося тремя его членами:

-^=t=^=a(T-TQ)

 

 

 

+ b(T-T0f+c(T~Tor,

 

(4.6)

Го

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Т — текущая температура;

Т0 — начальная

(исходная)

температура;

/ 0

— частота

при температуре

Т0; а, Ь, с —

температурные

коэффициенты,,

зависящие

от

ориентации

пьезоэлемента

резонатора

относительно кристаллографи­

ческих

осей

(срезы),

от вида

колебаний

пьезоэлемента

резонатора и начальной температуры.

 

 

 

 

Согласно (4.6) уходы частоты кварцевых

резонаторов

зависят

от значений

температурных

коэффициентов

a, b

и с. Средние значения

температурных

коэффициентов

при­

ведены в табл. 4.2 для разных срезов [12].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.2

Срез

 

 

 

 

Темп .-ратурпый

коэффициент

 

 

 

 

о,

1/°С

 

 

Ь,

1/°С

 

с, 1/°CS

 

 

 

 

 

 

AT

 

0

 

 

 

 

0,4

10-'

 

109,5- 10-1 И

БТ

 

0

 

 

 

 

—40-10_*

—128 Ю - 1

2

ДТ

 

0

 

 

 

 

-19- Ю~ 9

 

75- Ю - 1 2

РТ

 

1,3

ю - 6

 

 

—7,3-10-'

-6,6-10""1 3

ЦТ

 

0

 

 

 

 

—58-

10-р

-151 • Ю - 1 2

Средний ТКЧ резонаторов зависит от типа среза, видов колебаний пьезоэлементов резонатора, интервала рабочих температур и других причин. Величина его лежит в преде­ лах от 5 • 10~8 до (3-f-5) • Ю - 6 1/° С. Нижний предел от­ носится к опорным прецизионным резонаторам, работаю­ щим в узком интервале температур, а верхний предел — к широкому интервалу температур (—60 -г - f 70° С).

20S

Не менее важной характеристикой кварцевых резо­ наторов (особенно высокодобротных) является динамиче­ ский ТКЧ, обусловленный неравномерностью прогрева пьезоэлемента резонатора при относительно быстрых тем­ пературных изменениях в термостате (циклическая работа). В этом случае уходы частоты резонатора в термостате не равны произведению среднего ТКЧ на перепад темпера­

туры (ДГ°), вызванный

цикличностью работы термостата,

а превышает его из-за

неравномерности прогрева пьезо­

элемента резонатора. Динамический ТКЧ зависит от раз­ меров пьезоэлемента резонатора, срезов и времени темпе­ ратурных циклов термостата.

Рассмотрим характерные особенности кварцевых резо­ наторов, имеющих различные срезы, в диапазоне частот 4—100, 1С0—850, 850—200 000 кГц. Деление по диапазонам обусловливается видами колебаний пьезоэлементов резо­

наторов и типами применяемых срезов

кварцевых пластин.

4.2.1. Кварцевые резонаторы в

диапазоне

частот 4—100 кГц

 

В низкочастотном диапазоне широко применяются квар­ цевые резонаторы с колебаниями изгиба. Кварцевые резо­ наторы брускового типа, квадратного или почти квадрат­ ного сечения [резонаторы группы среза X (xys/a), zyb/y°] выпускаются в диапазоне частот 4—60 кГц и имеют темпе- ратурно-частотную характеристику типа параболы:

где Ь = (2,5-1-3,5) • Ю - 8 с~2 — коэффициент крутизны параболы; Т0 — температура, соответствующая вершине параболы.

 

Эти кварцевые резонаторы выпускаются в вакуумиро-

ванном стеклянном

баллоне с двумя и тремя электродами.

Их

динамическое

сопротивление и добротность изменяют­

ся

не более чем на ±- (30-^50)% в интервале температур от

—60 до +90° С и

относительная точность настройки не

хуже ±(20 + 50)

• 10~е, относительный уход частоты из-за

старения не превышает ±(10+15) • Ю - 6 за год.

 

На частотах, превышающих 60 кГц, применяются квар­

цевые резонаторы

с пьезоэлементами, совершающими про­

дольные колебания

по длине, с такими же изменениями

2Q7

г к в и QK B в указанном интервале температур. В низкочастот­ ном диапазоне в последнее время нашли широкое применение кварцевые резонаторы среза НТ (xysl/a°/~$°). Они могут изготавливаться в диапазоне частот 10—300 кГц.

К достоинствам резонаторов среза НТ можно отнести:

—малую величину пьезоэлемента, что позволяет изго­ товить резонаторы в миниатюрном исполнении, обеспечи­ вающем их работу при повышенных механических пере­ грузках;

—малый ТКЧ (ТЧХ — квадратичная парабола с Ь =

-(Зч-4,5) X Ю - 8 с"2 );

—возможность при изготовлении резонаторов в широ­ ких пределах изменять эквивалентные параметры.

Сравнение кварцевых резонаторов НТ среза (xysl/a°/~fi°) и резонаторов группы среза X(xys/a°) с изгибными колеба­ ниями в диапазоне частот 15—60 кГц по постоянству г к в и QISB в интервале температур позволяет отдать предпочтение срезу xys/a°. Допустимая мощность рессеивания на квар­ цевых резонаторах всего диапазона не более 0,1 мВт.

4.2.2. Кварцевые резонаторы в диапазоне частот 100—850 кГц

В этом диапазоне применяются кварцевые резонаторы с пьезоэлементами, совершающими сдвиговые колебания по контуру, по толщине и продольные по длине. Наиболее широко применяются резонаторы с пьезоэлементами со сдви­

говыми

колебаниями

срезов ДТ (yxll—$°ш\иугЬ/—у°)в

диа­

пазоне

частот

100—400

 

кГц,

ЦТ

{yxllf>°) в диапазоне

150—600 кГц и ЕТ (yxl/fi°)

в диапазоне

500—850 кГц (при

колебаниях

пьезоэлемента

на 2-й гармонике). Резонаторы

в данном диапазоне

частот

выпускаются

в вакуумном и

герметизированном

исполнении.

Температурная

характе­

ристика

таких

срезов имеет вид параболы:

 

 

 

 

( / - Ш о =

 

-Ь(Т-т0)\

 

где Ь =

(1,04-2,5).Ю"8 с" 2

для среза ДТ;

 

Ъ =

(5-4-8). Ю - 8

с~2 для среза ЦТ;

 

 

 

Ь =

( 4 4 - 6 , 5 ) . Ю - 8 С г

для среза ЕТ.

 

 

Величины г к в и

QKB

в

интервале

температур

— 60 4-

4-+90°

С

изменяются

примерно в

пределах 20—100%.

Смотрите также файлы