CH373784A - Dispositif à quartz piézoélectrique - Google Patents

Description

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 Dispositif à quartz piézoélectrique La présente invention a :pour objet un dispositif à quartz piézoélectrique    destiné   à être    utilisé      dans   un appareil n'appartenant    pas   à la    technique   de la mesure du temps, et concerne plus    précisément   des combinaisons entre un    quartz      ,piézoélectrique   convenablement    taillé   et les électrodes    associées   au    quartz.   



  On sait que les cristaux piézoélectriques de la coupe usuelle AT, vibrant en    cisaillement-épaisseur,   sont excités par des électrodes    .disposées   de chaque côté de la plus grande    surface   du cristal. Ces cristaux se présentent sous forme de rondelles, de plaques ou de    lentilles   dont l'épaisseur est faible par rapport soit au diamètre, soit à la longueur ou à la largeur. 



  Les électrodes sont, soit du type à lame d'air disposées à une certaine distance de chaque côté de la plus grande surface du    quartz,   soit des électrodes déposées sur les mêmes surfaces du cristal par métallisation sous vide ou par bombardement cathodique ou par des procédés chimiques. 



  Ainsi, les    quartz   vibrant en cisaillement-épaisseur sont excités par un champ    électrique   normal à la plus grande surface. 



  En examinant les valeurs du circuit électrique équivalent du quartz vibrant en    cisaillement-épais-      seur   excité par un champ normal à la plus    grande      surface,   on remarque que les valeurs de l'inductance sont faibles. 



  Si on désire augmenter le coefficient de surtension Q du quartz, on doit abaisser la résistance équivalente en    diminuant   :l'amortissement. On peut indiquer à titre d'exemple que les    quartz   de coupe AT possèdent des    coefficients   de surtension élevés et ont des    résistances   de l'ordre de 1 à 10 ohms. Ceci présente un sérieux inconvénient pour l'adaptation des impédances quand le cristal est inséré dans le circuit d'entretien d'un oscillateur. On a proposé, pour remédier à cet inconvénient, d'exciter un quartz vibrant en    cisaillement-épaisseur   par un champ    parallèle   à ses    plus   grandes surfaces.

   Toutefois    cette   suggestion est restée    purement   théorique    alors   que la présente invention en constitue une réalisation pratique, techniquement    utilisable.   



  Le quartz    piézoélectrique   suivant    l'invention   est caractérisé par le fait que chacune :des électrodes servant à son excitation    s'étend   sur une    partie   de    chacune   de ses plus grandes faces, celles-ci    cdinci-      dant   avec le    plan      XZ'   du quartz, de    telle   sorte que ce dernier, vibrant en    cisaillement-épaisseur,   est excité par un champ parallèle    auxdites   plus grandes faces, suivant une    direction      perpendiculaire   à    XX.   



  On désigne par Z' la direction se déduisant de la direction Z par une rotation .autour de l'axe    XX   d'un    angle   caractéristique de la coupe considérée AT. En d'autres termes,    les   grandes    surfaces   du    quartz   sont    parallèles   au    plan      contenant   les .axes X et Z', ce dernier axe    résultant   de la rotation du plan    XZ   autour de l'axe X, d'un angle Zr. 



  Il est à remarquer que    l'aapplication   d'un champ    parallèle   pour l'excitation des    lentilles      vibrant   en    cisaillement-épaisseur   permet également d'augmenter le facteur de surtension Q car l'accroissement de L est plus important que l'accroissement de R. 



  Le dessin représente, à    titre   d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de    l'invention.   



  Les    fig.   1 et 2 représentent, respectivement en vue de dessus et en coupe, un quartz    conforme   à l'invention, à électrodes déposées. 



  La    fig.   3 représente la monture du    quartz      des      fig.   1 et 2, et les    fig.   4 et 5 représentent, respectivement en vue de dessus et en coupe, un    quartz   à électrodes à lame d'air. 

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 Dans les    fig.   1 et 2, une plaquette de quartz ayant la forme d'une lentille est désignée par 1. Elle est taillée selon la coupe AT et est métallisée sur ses    faces   frontales et sur la tranche. La partie métallisée est représentée par des hachures et    elle   constitue    les   électrodes 2 et 3 qui ont ici une forme semi-circulaire. La métallisation est obtenue par    un.   des procédés connus.

   Un    intervalle   4    rectiligne   est    ménagé   entre les deux surfaces métallisées. Cet    intervalle   ou séparation entre les deux surfaces    métallisées   peut varier en    largeur   ce qui permet l'ajustement de L et R. 11 est orienté suivant une ligne voisine de la direction de l'axe    XX   du cristal. 



  La    fig.   3 représente la monture    supportant   le    cristal.      Elle   comprend un anneau 5 en matière isolante pour hautes fréquences, telle que la stéatite ou le quartz fondu, sur lequel sont fixées, par exemple par des vis 14 avec un intervalle angulaire de 1200, trois    lames-ressorts.   6, 7, 8    portant   des    griffes   9, 10, 11. La tranche de la rondelle de quartz 1 est insérée entre    ces      griffes   ; les griffes 10 et 11 prennent appui sur l'une des électrodes, ici l'électrode 3, et la troisième 9, sur    l'électrode   2.

   La    lame-ressort   6 est reliée à un fil    métallique   12 et les deux    lames-res-      sorts   7 et 8 sont    reliées   en    parallèle   à un second fil métallique 13, ces deux    fils   12 et 13 constituant les fils de connexion du quartz au circuit électrique dans lequel il est destiné à être inséré. 



  Dans les fig. 4 et 5, la rondelle de    quartz   15 est non    métallisée.   Elle est insérée entre trois    griffes,   19, 20, 21,    elles-mêmes   portées par la face intérieure d'un anneau 25 en matière isolante pour hautes fréquences. Sur les    faces   frontales planes de Panneau sont    fixées   des électrodes de forme semi-circulaire 16 et 16', d'une    part,   17 et 17', d'autre part, laissant entre elles des intervalles 18 et 18'.    Ces   intervalles ont la même direction que    l'intervalle   4 précédent, c'est-à-dire sont    parallèles   à l'axe    XX   du cristal.

   Les électrodes 16 et 17 sont réunies par une patte 22 et,    similairement,   les électrodes 16' et 17' sont réunies par une patte 22'. Ces pattes sont fixées par des vis 23 et 23' sur    l'anneau   25 et des fils 24 et 24' sont soudés à ces vis. 



  A titre d'exemple, les mesures suivantes ont été effectuées sur une lentille de 1    Mc/s   en coupe AT excitée d'une part par un champ    électrique      normal   aux grandes faces, et d'autre part par un champ électrique parallèle aux grandes faces. On a trouvé pour la résistance    R,,   sous vide, pour l'inductance L et pour le    facteur   de    surtension   Q les valeurs suivantes 
 EMI2.49 
 
<tb> Champ <SEP> normal <SEP> Champ <SEP> parallèle
<tb> R2, <SEP> = <SEP> 72 <SEP> ohms <SEP> R2 <SEP> = <SEP> 177 <SEP> ohms
<tb> L <SEP> = <SEP> 2,9 <SEP> henrys <SEP> L <SEP> = <SEP> 69 <SEP> henrys
<tb> Q <SEP> = <SEP> 0,25 <SEP> 106 <SEP> Q <SEP> = <SEP> 2,4 <SEP> 106 

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif à quartz piézoélectrique vibrant en cisaillement-épaisseur, destiné à être utilisé dans un appareil n'appartenant pas à la technique de la mesure du temps, caractérisé par le fait que chacune des électrodes servant à son excitation s'étend sur une partie de chacune de ses plus grandes faces, celles-ci coïncidant avec le plan XZ' du quartz, de telle sorte que ce dernier, vibrant en cisaillement- épaisseur, est excité par un champ parallèle auxdites plus grandes faces, suivant une direction perpendiculaire à XX. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que les électrodes d'excitation recouvrent toute la surface de quartz entre une séparation et les bords. 2. Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que les électrodes servant à l'excitation du quartz par le champ parallèle sont appliquées sur les surfaces du cristal. 3.

   Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait qu'il existe une séparation de chaque côté du quartz sur les plus grandes faces entre les électrodes de potentiels opposés, cette séparation étant parallèle à la ligne XX, et par le fait que toute la face de quartz, excepté ladite séparation, est métallisée, formant ainsi des électrodes semi-circulaires.