DE855727C - Elektrodenanordnung fuer eine piezoelektrische Quarzplatte - Google Patents

Description

• Für die Verwendung von Quarzresonatoren, insbesondere für Selektionsmittel, spielt die Einwelligkcit der Quarzplatten eine entscheidende Rolle. Die Herstellung einwelliger Platten ist bei kürzeren Wellen wesentlich schwieriger als bei längeren Wellen. Bei einer bekannten Anordnung wurde beispielsweise die Einwelligkeit von Quarzplatten dadurch hergestellt, daß die Kanten der Quarzplatten abgeschrägt und abgerundet waren.
• Die Erscheinung der Mehrwelligkeit bei Quarzplatten beruht grundsätzlich auf zwei vetschiedenen Vorgängen, einmal handelt es sich bei der Erscheinung der Mehrwelligkeit um Kopplungserscheinungen zwischen verschiedenen Freiheitsgraden von Plattenschwingungen, wie dies z. B. bei Kopplungserscheinungen zwischen derDickenschwingung und Harmonischen irgendwelcher durch die Querdirnensionen bestimmten Eigenschwingungen der Fall ist.
• Diese Kopplungserscheinungen lassen sich vor allem mit den früher beschriebenen Mitteln der Randbehandlung und der Dämpfung durch Überziehen der Randgebiete mit einer elastischen Schicht beseitigen. Darüber hinaus tritt, besonders bei Platten-, deren Durchmesser groß gegen die Dicke ist (größer als 20 : I), eine weitere Erscheinung der Mehrwelligkeit auf. Eine derartige Resonanzkurve ist in Abb. i dargestellt. Statt einer einzigen, durch die Dicke gegebenen Resonanzstelle treten mehrere benachbarte, fast gleich große Resonanzstellen auf. Der physikalische Vorgang ist der, daß innerhalb der Platte, deren Durchmesser groß gegen die Dicke angenommen sei, Mehrfachreflexionserscheinungen auftreten, die zu derartigen Mehrfachresonanzen Anlaß geben. Der Plattendurchmesser wird bei den in Fra,#e kommenden sehr dünnen Platten deshalb groß gewählt, weil die Halterung kleiner Platten mit großen Schwierigkeiten verknüpft ist. Bei großen, am Rande leicht facettierten Platten läßt sich die Halterung ohne wesentliche Dämpfung auf bekannte Weise am Umfang vornehmen.
• Gemäß der Erfindung ist eine Elektrodenanordnung für solche Quarze dadurch gekennzeichnet, daß die Flächeninhalte der erregenden Elektroden kleiner als die halben Flächeninhalte der Quarzoberflächen sind und daß die beiden Elektroden verschiedene Flächeninhalte besitzen.
• Es ist an sich bekannt, Quarze mit Elektroden anzuregen, deren Flächen, wesentlich kleiner als die Quarzfläche sind, doch dienen diese Anordnungen der Beeinflussung des Temperaturkoeffizienten. Wenn Man das die Schwingungen anregende elektrische Feld in geeigneter Weise dimensioniert und eine Anregungsfläche benutzt, die klein gegen die Oberfläche des Quarzes ist, werden die Schwingungsvorgänge an den Randpartien erheblich geschwächt, und Man erhält eine Verminderung der Mehrwelligkeit. Als besonders wirksam erweist sich dabei die Verwendung verschiedener Größen der Elektroden gemäß der Erfindung. Die physikalische Erklärung dafür läßt sich darin geben, daß außer dein elektrischen Feld senkrecht zur Plattenoberfläche bei Verwendung ungleicher Elektroden eine kleine Streukomponente des elektrischen Feldes parallel zur Plattenoberfläche liegt. Dieses parallel zur Plattenoberfläche liegende Feld wirkt auf etwa noch vorhandene Kopplungserscheinungen zwischen Dicken- und Querschwingtingen kompensierend.
• Der Erfindungsgedanke ist in den Abb. i bis 4 veranschaulicht. Diese Abbildungen zeigen jeweils oben einen Querschnitt durch Kristall und Elektroden, unten einen Kurvenzug, bei dem die Abszisse die Frequenz, die Ordinate den Scheinleitwert des Kristalls darstellen. Bei Abb. i handelt es sich um eine runde Platte von der Frequenz 7ooo kHz mit einem Quarzdurchmesser von 2,3 nim und einer Dicke von o,5 MM, Die anregenden Elektroden waren ebenfalls rund und hatten beide 23 mm Durchmesser. In Abb. 2 sind bei derselben Platte die Elektroden auf 20rnnl Durchmesser reduziert. In Abb. 3 betrug der eine Elektrodendurchmesser 20, der andere 12 MM und in Abh. 4, die schließlich eine einwellige Platte darstellt, der eine Durchmesser 13, der andere 17 mm.
• Die vorstehende Erfindung bezieht sich auf Dickenschwingungen von Quarzplatten, die Seherungsschwingungen ausführen. Zusätzlich zu der richtigen Wahl der Elektrodendimensionen kann selbstverständlich auch noch die eingangs erwähnte Abrundung oder Abschrägung angewandt werden. Weiterhin finden vorzugsweise PlattenVerwendung, deren Temperaturkoeffizient durch geeigneten Schnitt kleiner als 5mal io--6 pro Grad Celsius ist.

Claims (1)

1. PATEN TAN S PR UCH: Elektrodenanordnung füreinepiezoelektrische Quarzplatte, die Dickenschwingungen ausführt, insbesondere 4ei Platten, deren Verhältnis Durchmesser zu Dicke groß ist, dadurch gekünnzeichnet, daß die beiden Elektroden verschiedene Flächeninhalte haben und daß der Flächeninhalt der größeren Elektrode kleiner als der halbe Flächeninhalt der einen Quarzoberfläche ist.