JPH02301312A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPH02301312A JPH02301312A JP12245589A JP12245589A JPH02301312A JP H02301312 A JPH02301312 A JP H02301312A JP 12245589 A JP12245589 A JP 12245589A JP 12245589 A JP12245589 A JP 12245589A JP H02301312 A JPH02301312 A JP H02301312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric vibrator
- piezoelectric
- frequency
- resonance level
- order resonance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
リチウムタンタレート圧電単結晶がら切り出された圧電
体を使用した圧電振動子に関し、２周波、３周波電圧制
御発振器に使用したときジッタが生じない圧電振動子を
提供することを目的とし、 リチウムタンタレート圧電単結晶の回転Ｘ板がら切り出
した圧電体の対向主面のそれぞれに駆動電極を形成し、
該駆動電極に駆動電界を印加させたとき、一次共振レベ
ルに対し３次共振レベルが３０Ω程度以上低いことを特
徴とし構成する。
体を使用した圧電振動子に関し、２周波、３周波電圧制
御発振器に使用したときジッタが生じない圧電振動子を
提供することを目的とし、 リチウムタンタレート圧電単結晶の回転Ｘ板がら切り出
した圧電体の対向主面のそれぞれに駆動電極を形成し、
該駆動電極に駆動電界を印加させたとき、一次共振レベ
ルに対し３次共振レベルが３０Ω程度以上低いことを特
徴とし構成する。
本発明はりチウムタンタレ−） （ＬｉＴａ０３）圧電
単結晶から切り出された圧電体を使用した圧電振動子、
特に１０ＭＨｚ程度以下の低周波数帯域を含む２周波、
３周波電圧制御発振器（Ｖ ＣＯ； ｖｏｌｔａｇｅｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌａｔｏｒ）に使用され
る圧電振動子に関する。
単結晶から切り出された圧電体を使用した圧電振動子、
特に１０ＭＨｚ程度以下の低周波数帯域を含む２周波、
３周波電圧制御発振器（Ｖ ＣＯ； ｖｏｌｔａｇｅｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌａｔｏｒ）に使用され
る圧電振動子に関する。
一般に、ＬｉＴａ０．、からなる圧電単結晶はその電気
−機械結合係数が大きく、水晶では不可能とされていた
分野の振動子に適用が可能であり、高性能な位相同期回
路およびその中心部品となるＶＣＯに利用したとき、周
波数可変幅は水晶振動子を利用したものより格段に大き
くすることができる。
−機械結合係数が大きく、水晶では不可能とされていた
分野の振動子に適用が可能であり、高性能な位相同期回
路およびその中心部品となるＶＣＯに利用したとき、周
波数可変幅は水晶振動子を利用したものより格段に大き
くすることができる。
第４図はＬｉＴａ０．からなる圧電体を使用した圧電振
動子の構成例を示す斜視図である。
動子の構成例を示す斜視図である。
第４図において、圧電振動子ｌは本出願人が昭和５８年
３月３１日付けで出願したリチウムタンタレート振動子
（特願昭５８−５７４１４号）の基本的構成例であり、
ＬｉＴａＯ３単結晶のＹ軸およびＺ軸の周りにおける回
転角度を±ＩＯ°以内の範囲で選択した回転Ｘ板から切
り出され断面角形の棒状圧電体２が、長手方向を前記回
転角度が選択された後におけるＹ軸から一４８″±４°
の範囲で選択され、かつ、対向主面（上面と下面）のそ
れぞれに形成した駆動電極３の対向長さく駆動電極３の
長さ）ｌと圧電体の厚さＨとの比ｆ／Ｈを３．８以下と
し構成したものである。
３月３１日付けで出願したリチウムタンタレート振動子
（特願昭５８−５７４１４号）の基本的構成例であり、
ＬｉＴａＯ３単結晶のＹ軸およびＺ軸の周りにおける回
転角度を±ＩＯ°以内の範囲で選択した回転Ｘ板から切
り出され断面角形の棒状圧電体２が、長手方向を前記回
転角度が選択された後におけるＹ軸から一４８″±４°
の範囲で選択され、かつ、対向主面（上面と下面）のそ
れぞれに形成した駆動電極３の対向長さく駆動電極３の
長さ）ｌと圧電体の厚さＨとの比ｆ／Ｈを３．８以下と
し構成したものである。
第５図は第４図に示す従来の圧電振動子のアドミッタン
ス特性図であり、温度特性の安定化を目指し所定の周波
数における単一モードの共振周波数を利用した従来の振
動子ｌは、１次共振（主振動）のレベルＲｓ＋と３次共
振（３次オーバートーン）のレベルＲｓ＝との°差δが
２０Ω程度以下であった。
ス特性図であり、温度特性の安定化を目指し所定の周波
数における単一モードの共振周波数を利用した従来の振
動子ｌは、１次共振（主振動）のレベルＲｓ＋と３次共
振（３次オーバートーン）のレベルＲｓ＝との°差δが
２０Ω程度以下であった。
特に温度特性を考慮した従来の圧電振動子ｌは、以上説
明したように、１次共振のレベルＲｓ、と３次共振のレ
ベルＲｓ３との差δが２０Ω程度以下であり、周波数可
変幅を例えば０．２％以上とした■ＣＯに利用し該ｖＣ
ＯがｌＯＭＨｚ程度以下の低周波数帯域を含むとき、第
６図に示す如く周波数が不安定化になるジッタが極めて
高い率で発生し、かかるジッタをなくし特性の安定化を
図るため圧電振動子ｌを選択しなければならないおよび
、■ＣＯの生産性が著しく低下されるという問題点があ
った。
明したように、１次共振のレベルＲｓ、と３次共振のレ
ベルＲｓ３との差δが２０Ω程度以下であり、周波数可
変幅を例えば０．２％以上とした■ＣＯに利用し該ｖＣ
ＯがｌＯＭＨｚ程度以下の低周波数帯域を含むとき、第
６図に示す如く周波数が不安定化になるジッタが極めて
高い率で発生し、かかるジッタをなくし特性の安定化を
図るため圧電振動子ｌを選択しなければならないおよび
、■ＣＯの生産性が著しく低下されるという問題点があ
った。
本発明は、１次共振しベルＲｓ、に対する３次共振しベ
ルＲｓ３に着目し、１次共振しベルＲｓ、と３次共振し
ベルＲｓ＝との差δが３０Ω以上になると前記ジッタが
なくなることを実験によって確認し、低周波数帯域を含
む■ＣＯの特性を安定化せしめると共に、該■ＣＯの生
産性を高めることを目的とする。
ルＲｓ３に着目し、１次共振しベルＲｓ、と３次共振し
ベルＲｓ＝との差δが３０Ω以上になると前記ジッタが
なくなることを実験によって確認し、低周波数帯域を含
む■ＣＯの特性を安定化せしめると共に、該■ＣＯの生
産性を高めることを目的とする。
本発明は、その一実施例のアドミッタンス特性を示す第
１図によれば、リチウムタンタレート圧電単結晶の回転
Ｘ板から切り出した圧電体の対向主面のそれぞれに駆動
電極を形成し、該駆動電極に駆動電界を印加させたとき
、１次共振しベルＲｓ、に対し３次共振しベルＲｓ３が
３０Ω程度以上低いことを特徴とする圧電振動子である
。
１図によれば、リチウムタンタレート圧電単結晶の回転
Ｘ板から切り出した圧電体の対向主面のそれぞれに駆動
電極を形成し、該駆動電極に駆動電界を印加させたとき
、１次共振しベルＲｓ、に対し３次共振しベルＲｓ３が
３０Ω程度以上低いことを特徴とする圧電振動子である
。
下記の表は、圧電体の幅Ｗと厚さＨとの比Ｗ／Ｈ＝３．
駆動電極の対向長さｌと圧電体の厚さ■］との比１７Ｈ
＝１である従来の圧電振動子につい表 て、１次共振レベルと３次共振レベルとの差δとジッタ
発生率との関係を調査したデータであり、レベル差δが
２０Ωの圧電振動子には８０％の確率でジッタが発生す
る反面、レベル差δが大きくなるとジッタ発生率は急峻
に低減し、レベル差δが３０Ωの試料ではジッタ発生率
が零になることが判明した。
駆動電極の対向長さｌと圧電体の厚さ■］との比１７Ｈ
＝１である従来の圧電振動子につい表 て、１次共振レベルと３次共振レベルとの差δとジッタ
発生率との関係を調査したデータであり、レベル差δが
２０Ωの圧電振動子には８０％の確率でジッタが発生す
る反面、レベル差δが大きくなるとジッタ発生率は急峻
に低減し、レベル差δが３０Ωの試料ではジッタ発生率
が零になることが判明した。
そこで、１次共振レベルと３次共振レベルとの差δを３
０Ω以上とした前記手段の圧電振動子は、ジッタを完全
になくすことができる。
０Ω以上とした前記手段の圧電振動子は、ジッタを完全
になくすことができる。
以下に、図面を用いて本発明による圧電振動子を説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例による圧電振動子のアドミッ
タンス特性図であり、縦軸を振幅、横軸を周波数とした
第１図において、１次共振のレベルＲｓ、と３次共振の
レベルＲｓ、との差δは３０Ω以上であり、そのことに
よって従来のジッタが皆無になる。
タンス特性図であり、縦軸を振幅、横軸を周波数とした
第１図において、１次共振のレベルＲｓ、と３次共振の
レベルＲｓ、との差δは３０Ω以上であり、そのことに
よって従来のジッタが皆無になる。
第２図は１次、３次共振のレベル差δとその累積分布と
の関係を圧電振動子の構成例について示す図であり、縦
軸を累積分布（％）、横軸を１次共振しベルＲｓ、と３
次共振しベルＲｓ、との差（レベル差）δとした第２図
において、 実線■はＷ／Ｈ・２．１／Ｈ・４．３２とした圧電振動
子１の特性、 実線■はＷ／Ｈ・２． ｆ ／Ｈ＝７．００とした圧電
振動子ｌの特性、 実線■はＷ／Ｈ・２．ｌ／Ｈ・８．３９とした圧電振動
子ｌの特性、 実線■はＷ／Ｈ・３，１／Ｈ・４６３２とした圧電振動
子１の特性、 実線■はＷ／Ｈ，３，ｆ ／Ｈ・８．３９とした圧電振
動子１の特性である。
の関係を圧電振動子の構成例について示す図であり、縦
軸を累積分布（％）、横軸を１次共振しベルＲｓ、と３
次共振しベルＲｓ、との差（レベル差）δとした第２図
において、 実線■はＷ／Ｈ・２．１／Ｈ・４．３２とした圧電振動
子１の特性、 実線■はＷ／Ｈ・２． ｆ ／Ｈ＝７．００とした圧電
振動子ｌの特性、 実線■はＷ／Ｈ・２．ｌ／Ｈ・８．３９とした圧電振動
子ｌの特性、 実線■はＷ／Ｈ・３，１／Ｈ・４６３２とした圧電振動
子１の特性、 実線■はＷ／Ｈ，３，ｆ ／Ｈ・８．３９とした圧電振
動子１の特性である。
第２図より、■、■、■の圧電振動子は何れも最低レベ
ル差δが３０Ω以上であるのに対し、■の圧電振動子は
１５％程度の確率でレベル差δが３０Ω以下となり、従
来構成になる■の圧電振動子は９０％以上の確率でレベ
ル差δが３０Ω以下になる。
ル差δが３０Ω以上であるのに対し、■の圧電振動子は
１５％程度の確率でレベル差δが３０Ω以下となり、従
来構成になる■の圧電振動子は９０％以上の確率でレベ
ル差δが３０Ω以下になる。
そこで、ジッタをなくすためレベル差δ＝３０Ωを評価
基準としたとき、１０ＭＨｚ程度の低周波数帯域を含む
２周波、３周波■ＣＯに対し、■の圧電振動子から得ら
れる良品は１５％程度であって非実用的であるのに対し
、■、■、■の圧電振動子は全数が良品となり、■の圧
電振動子からは８５％程度の良品率で使用可能なものが
得られる。
基準としたとき、１０ＭＨｚ程度の低周波数帯域を含む
２周波、３周波■ＣＯに対し、■の圧電振動子から得ら
れる良品は１５％程度であって非実用的であるのに対し
、■、■、■の圧電振動子は全数が良品となり、■の圧
電振動子からは８５％程度の良品率で使用可能なものが
得られる。
ただし、選別を必要とする■の圧電振動子は、全数使用
できる■、■、■の圧電振動子より周波数変化率の大き
いことで有利であり、第３図を用いてそのことを説明す
る。
できる■、■、■の圧電振動子より周波数変化率の大き
いことで有利であり、第３図を用いてそのことを説明す
る。
第３図は周波数可変幅と電極対向長さ！との関係例を示
す図であり、縦軸を周波数可変幅（％）。
す図であり、縦軸を周波数可変幅（％）。
横軸を電極対向長さｌ（電極対向比１ＩＨ）とした第３
図において、実線■は圧電体の幅と厚さとの比Ｗ／Ｈ＝
３．ｆ／Ｈ＝４．３２の圧電振動子の特性、実線■は圧
電体の幅と厚さとの比Ｗ／Ｈ＝２゜ｆ／Ｈ＝７の圧電振
動子の特性であり、特性■に比べて特性■の周波数変化
幅は３０〜４０％大きくなる。
図において、実線■は圧電体の幅と厚さとの比Ｗ／Ｈ＝
３．ｆ／Ｈ＝４．３２の圧電振動子の特性、実線■は圧
電体の幅と厚さとの比Ｗ／Ｈ＝２゜ｆ／Ｈ＝７の圧電振
動子の特性であり、特性■に比べて特性■の周波数変化
幅は３０〜４０％大きくなる。
以上説明したように本発明によれば、従来技術の問題点
であったジッタをな（すまたは、ジッタ発生率を著しく
低減させることが可能であり、例えば低周波数帯域を含
む２周波、３周波■ＣＯの性能を安定化し、かつ、その
製造を容易ならしめた効果が顕著である。
であったジッタをな（すまたは、ジッタ発生率を著しく
低減させることが可能であり、例えば低周波数帯域を含
む２周波、３周波■ＣＯの性能を安定化し、かつ、その
製造を容易ならしめた効果が顕著である。
第１図は本発明の一実施例による圧電振動子のアドミッ
タンス特性図、 第２図は１次、３次共振のレベル差δとその累積分布と
の関係例を示す図、 第３図は周波数可変幅と圧電振動子の電極対向長さ２と
の関係例を示す図、 第４図は圧電振動子の構成例を示す斜視図、第５図は従
来の圧電振動子のアドミッタンス特性図、 第６図はジッタの説明図、 である。 図中において、 ■は圧電振動子、 ２は圧電体、 ３は駆動電極、 Ｒｓ、は１次共振レベル、 Ｒｓ３は３次共振レベル、 δは１次共振レベルと３次共振レベルとの差、 を示す。 （電１合対向力乏Ａつ 万Ｅ電木１−７−Ｊ−／フオ九八、４２す）し禾１ｆｐ
才貝１５〕ｊ 今 図 周ゼ数 □ 殖来０圧電振動手のアドミ・／ダンズ特性２纂 ５ 図 周壕敦− ジ・・１５／／）説明図 ＄６困
タンス特性図、 第２図は１次、３次共振のレベル差δとその累積分布と
の関係例を示す図、 第３図は周波数可変幅と圧電振動子の電極対向長さ２と
の関係例を示す図、 第４図は圧電振動子の構成例を示す斜視図、第５図は従
来の圧電振動子のアドミッタンス特性図、 第６図はジッタの説明図、 である。 図中において、 ■は圧電振動子、 ２は圧電体、 ３は駆動電極、 Ｒｓ、は１次共振レベル、 Ｒｓ３は３次共振レベル、 δは１次共振レベルと３次共振レベルとの差、 を示す。 （電１合対向力乏Ａつ 万Ｅ電木１−７−Ｊ−／フオ九八、４２す）し禾１ｆｐ
才貝１５〕ｊ 今 図 周ゼ数 □ 殖来０圧電振動手のアドミ・／ダンズ特性２纂 ５ 図 周壕敦− ジ・・１５／／）説明図 ＄６困
Claims (1)
- リチウムタンタレート圧電単結晶の回転Ｘ板から切り出
した圧電体（２）の対向主面のそれぞれに駆動電極（３
）を形成し、該駆動電極（３）に駆動電界を印加させた
とき、一次共振レベル（Ｒｓ＿１）に対し３次共振レベ
ル（Ｒｓ＿３）が３０Ω程度以上低いことを特徴とする
圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245589A JPH02301312A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245589A JPH02301312A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301312A true JPH02301312A (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=14836273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12245589A Pending JPH02301312A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02301312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06140861A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Katsuo Kanamaru | 圧電フィルタの周波数調整方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127413A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-23 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | タンタル酸リチウム振動子 |
| JPH01152809A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 圧電振動子 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP12245589A patent/JPH02301312A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127413A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-23 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | タンタル酸リチウム振動子 |
| JPH01152809A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 圧電振動子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06140861A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Katsuo Kanamaru | 圧電フィルタの周波数調整方法 |
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