JPH077363A - Ｓｃカットの水晶振動子 - Google Patents
Ｓｃカットの水晶振動子Info
- Publication number
- JPH077363A JPH077363A JP24666191A JP24666191A JPH077363A JP H077363 A JPH077363 A JP H077363A JP 24666191 A JP24666191 A JP 24666191A JP 24666191 A JP24666191 A JP 24666191A JP H077363 A JPH077363 A JP H077363A
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- JP
- Japan
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- electrode
- crystal
- sub
- vibration
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ 副振動を抑圧してＣモードの主振動を確実に
励振する。 ［構成］ 水晶の結晶のＹ軸に直交する面をＸ軸を中心
にして約３３゜回転し、更にこの回転した位置からＺ軸
を中心にして約２２゜回転した面から切り出したＳＣカ
ットの２回回転水晶振動子において、水晶片の板面に相
対面して主電極を設け、この主電極から絶縁して相対面
して副電極を形成し、副電極の主振動の周波数を主電極
に生じる副振動の共振周波数に等しくする。
励振する。 ［構成］ 水晶の結晶のＹ軸に直交する面をＸ軸を中心
にして約３３゜回転し、更にこの回転した位置からＺ軸
を中心にして約２２゜回転した面から切り出したＳＣカ
ットの２回回転水晶振動子において、水晶片の板面に相
対面して主電極を設け、この主電極から絶縁して相対面
して副電極を形成し、副電極の主振動の周波数を主電極
に生じる副振動の共振周波数に等しくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＣカットの水晶振動
子に係わり、特に副振動の抑圧に関する。
子に係わり、特に副振動の抑圧に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に圧電結晶は、結晶軸に対して特定
の切断角度においてのみ圧電振動を励振することができ
る。たとえば水晶の圧電特性を利用した水晶振動子の場
合も、結晶軸に対して特定の切断角度においてのみ圧電
振動を励振することができ、これらの切断角度は複数の
組み合わせが存在し、かつそれぞれの切断角度において
固有の振動特性を呈する。たとえば数ＭＨｚないし十数
ＭＨｚの周波数で最も一般的に使用されるＡＴカットの
水晶振動子は２５℃付近に変曲点を有する３次曲線状の
温度特性を示す。ところで計測機器、無線機器等に用い
る基準発振器で周波数の安定度を厳密に要求される場合
には、たとえば恒温槽型の発振器を用いている。この恒
温槽型の発振器では８０℃程度の一定温度に加熱した恒
温槽に水晶振動子を収納することにより水晶振動子の温
度特性による周波数の変化を除去して安定化を図るもの
である。そして、このような発振器に適する水晶振動子
としてＳＣカットの水晶振動子が知られている。このＳ
Ｃカットの水晶振動子は水晶の結晶のＹ軸に直交する面
をＸ軸を中心にして約３３゜回転し、この回転した位置
からＺＺ’軸を中心にして約２２゜回転した面から、た
とえば短冊状に切り出したものである。しかして、この
ＳＣカットの水晶振動子はＡＴカットの水晶振動子に比
して熱衝撃特性が良好で、８０℃前後の比較的高温度に
おいてゼロ温度係数を示し、高いＱ値を得られる。この
ような特性は、たとえば８０℃程度の一定温度に加熱し
た恒温槽に収納して使用する安定度の高い水晶発振器と
しては極めて望ましい特性である。したがって、たとえ
ば１９８０年５月に開催された３４回ＦＣＳ（FREQ.CON
TROL SYMPOSIUM）の予稿集の１８７頁ないし１９３頁に
基本波モードのＳＣカット共振器（FUNDAMENTAL MODE S
C-CUT RESONATORS）として開示されているように種々の
報告がなされている。
の切断角度においてのみ圧電振動を励振することができ
る。たとえば水晶の圧電特性を利用した水晶振動子の場
合も、結晶軸に対して特定の切断角度においてのみ圧電
振動を励振することができ、これらの切断角度は複数の
組み合わせが存在し、かつそれぞれの切断角度において
固有の振動特性を呈する。たとえば数ＭＨｚないし十数
ＭＨｚの周波数で最も一般的に使用されるＡＴカットの
水晶振動子は２５℃付近に変曲点を有する３次曲線状の
温度特性を示す。ところで計測機器、無線機器等に用い
る基準発振器で周波数の安定度を厳密に要求される場合
には、たとえば恒温槽型の発振器を用いている。この恒
温槽型の発振器では８０℃程度の一定温度に加熱した恒
温槽に水晶振動子を収納することにより水晶振動子の温
度特性による周波数の変化を除去して安定化を図るもの
である。そして、このような発振器に適する水晶振動子
としてＳＣカットの水晶振動子が知られている。このＳ
Ｃカットの水晶振動子は水晶の結晶のＹ軸に直交する面
をＸ軸を中心にして約３３゜回転し、この回転した位置
からＺＺ’軸を中心にして約２２゜回転した面から、た
とえば短冊状に切り出したものである。しかして、この
ＳＣカットの水晶振動子はＡＴカットの水晶振動子に比
して熱衝撃特性が良好で、８０℃前後の比較的高温度に
おいてゼロ温度係数を示し、高いＱ値を得られる。この
ような特性は、たとえば８０℃程度の一定温度に加熱し
た恒温槽に収納して使用する安定度の高い水晶発振器と
しては極めて望ましい特性である。したがって、たとえ
ば１９８０年５月に開催された３４回ＦＣＳ（FREQ.CON
TROL SYMPOSIUM）の予稿集の１８７頁ないし１９３頁に
基本波モードのＳＣカット共振器（FUNDAMENTAL MODE S
C-CUT RESONATORS）として開示されているように種々の
報告がなされている。
【０００３】ところで、このようなＳＣカットの水晶振
動子は主振動であるＣモードの共振の近傍で、かつその
高域側の周波数にＢモードおよびＡモードの副振動を生
じる。ここでＡモードの振動のクリスタルインピーダン
ス（以下ＣＩと略称する）の値はＣモードのそれに比し
て大きいために格別問題とはならない。これに対してＢ
モードのＣＩはＣモードのそれに等しいか場合によって
は小さい。このために実際に発振器を製作すると往々に
して副振動のＢモードで発振してしまう問題がある。し
たがってＳＣカットの水晶振動子を用いる場合は、Ｃモ
ードの主振動を確実に励振するために、Ｂモードの振動
を抑圧してそのＣＩをＣモードのそれよりも大きくする
必要がある。このために、水晶片の外形形状、保持位置
等について種々の工夫を行なうことによってＢモードの
副振動を抑圧するようにしている。しかしながら、何れ
の方法も設計・製作が面倒で実際の製造工程の歩止まり
も低くなってしまう問題があった。
動子は主振動であるＣモードの共振の近傍で、かつその
高域側の周波数にＢモードおよびＡモードの副振動を生
じる。ここでＡモードの振動のクリスタルインピーダン
ス（以下ＣＩと略称する）の値はＣモードのそれに比し
て大きいために格別問題とはならない。これに対してＢ
モードのＣＩはＣモードのそれに等しいか場合によって
は小さい。このために実際に発振器を製作すると往々に
して副振動のＢモードで発振してしまう問題がある。し
たがってＳＣカットの水晶振動子を用いる場合は、Ｃモ
ードの主振動を確実に励振するために、Ｂモードの振動
を抑圧してそのＣＩをＣモードのそれよりも大きくする
必要がある。このために、水晶片の外形形状、保持位置
等について種々の工夫を行なうことによってＢモードの
副振動を抑圧するようにしている。しかしながら、何れ
の方法も設計・製作が面倒で実際の製造工程の歩止まり
も低くなってしまう問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、Ｃモードの主振動を確実に励
振することができ、しかも副振動を確実に抑圧すること
ができるＳＣカットの水晶振動子を提供することを目的
とするものである。
に鑑みてなされたもので、Ｃモードの主振動を確実に励
振することができ、しかも副振動を確実に抑圧すること
ができるＳＣカットの水晶振動子を提供することを目的
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶の結晶の
Ｙ軸に直交する面をＸ軸を中心にして約３３゜回転し、
更にこの回転した位置からＺ軸を中心にして約２２゜回
転した面から切り出したＳＣカットの２回回転水晶振動
子において、水晶片の板面に相対面して主電極を設け、
この主電極から絶縁して相対面して副電極を形成し、副
電極の主振動の周波数を主電極に生じる副振動の共振周
波数に等しくしたことを特徴とするものである。
Ｙ軸に直交する面をＸ軸を中心にして約３３゜回転し、
更にこの回転した位置からＺ軸を中心にして約２２゜回
転した面から切り出したＳＣカットの２回回転水晶振動
子において、水晶片の板面に相対面して主電極を設け、
この主電極から絶縁して相対面して副電極を形成し、副
電極の主振動の周波数を主電極に生じる副振動の共振周
波数に等しくしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に示す水晶片
の電極パターンを示す平面図を参照して詳細に説明す
る。図中１はＳＣカットの水晶片である。この水晶片１
は水晶の結晶のＹ軸に直交する面をＸ軸を中心にして約
３３゜、たとえば３３゜３０’左回転し、更にＺＺ’軸
を中心にして約２２゜、たとえば２２゜３０’左回転し
た平面から切り出した２回回転のＳＣカットの水晶片で
ある。そして水晶片１は所望の共振周波数に応じた厚み
に研磨して真空蒸着等によって表裏板面に相対面して主
電極２を形成している。そして、この主電極２から電気
的に絶縁して表裏板面に相対面して副電極３を形成して
いる。この副電極３は、たとえば主電極２の共振特性を
損なわないように、やや小さな面積としている。また副
電極３は主電極２に生じる副振動の共振周波数に等しい
周波数、たとえば主電極２によるＢモードの副振動の周
波数を主振動とするようにその質量を調整している。し
たがって副電極３における主振動の周波数は、主電極２
の共振周波数よりも高くする必要があり、たとえば主電
極２よりも副電極３の電極の厚みを薄くし、あるいは副
電極３の材料に比重の軽いものを用いるようにしてい
る。なお水晶片１は図１に示すような矩形の板状のもの
だけでなく、たとえば図２に示すような丸板状のもの、
図３に示すような短冊型のものにも適用できることは勿
論である。
の電極パターンを示す平面図を参照して詳細に説明す
る。図中１はＳＣカットの水晶片である。この水晶片１
は水晶の結晶のＹ軸に直交する面をＸ軸を中心にして約
３３゜、たとえば３３゜３０’左回転し、更にＺＺ’軸
を中心にして約２２゜、たとえば２２゜３０’左回転し
た平面から切り出した２回回転のＳＣカットの水晶片で
ある。そして水晶片１は所望の共振周波数に応じた厚み
に研磨して真空蒸着等によって表裏板面に相対面して主
電極２を形成している。そして、この主電極２から電気
的に絶縁して表裏板面に相対面して副電極３を形成して
いる。この副電極３は、たとえば主電極２の共振特性を
損なわないように、やや小さな面積としている。また副
電極３は主電極２に生じる副振動の共振周波数に等しい
周波数、たとえば主電極２によるＢモードの副振動の周
波数を主振動とするようにその質量を調整している。し
たがって副電極３における主振動の周波数は、主電極２
の共振周波数よりも高くする必要があり、たとえば主電
極２よりも副電極３の電極の厚みを薄くし、あるいは副
電極３の材料に比重の軽いものを用いるようにしてい
る。なお水晶片１は図１に示すような矩形の板状のもの
だけでなく、たとえば図２に示すような丸板状のもの、
図３に示すような短冊型のものにも適用できることは勿
論である。
【０００７】そして図４は上記実施例のＳＣカットの水
晶振動子の電気的な電極配置を示す側面図で、水晶片１
の板面には互いに絶縁して主電極２の対と副電極３の対
を設け、たとえば主電極２を発振子として用い、副電極
３を共振子として用いる。このようにすれば、たとえば
図５に示す共振特性のように主電極２における共振特性
は周波数の低い方からＣモードｆｃ、Ｂモードｆｂ、Ａ
モードｆａの順で現れる。これに対して副電極における
共振特性はその主振動の周波数ｆｓを上記主電極２のＢ
モードの周波数ｆｂに一致させるようにしている。した
がって、図６に示すような変形コルピッツ型の発振回路
において発振トランジスタ４のベースに主電極２の対を
発振子として介挿し、エミッタに副電極３による共振子
を介挿すれば、該共振子の共振周波数ｆｓの成分を除去
することができ、主電極２のＢモードの共振を確実に抑
圧することができ、たとえば図６に示す発振出力のよう
にスプリアスを生じることなく目的とするＣモードの発
振出力を得ることができる。しかして上記実施例のＳＣ
カットの水晶振動子を用いれば、副電極３の主振動の周
波数を主電極２の副振動の周波数に一致させるようにし
ているので主電極２の副振動を確実に抑制することがで
き周波数のジャンプ、スプリアス等を生じることなく目
的周波数の発振出力を容易に得ることができる。
晶振動子の電気的な電極配置を示す側面図で、水晶片１
の板面には互いに絶縁して主電極２の対と副電極３の対
を設け、たとえば主電極２を発振子として用い、副電極
３を共振子として用いる。このようにすれば、たとえば
図５に示す共振特性のように主電極２における共振特性
は周波数の低い方からＣモードｆｃ、Ｂモードｆｂ、Ａ
モードｆａの順で現れる。これに対して副電極における
共振特性はその主振動の周波数ｆｓを上記主電極２のＢ
モードの周波数ｆｂに一致させるようにしている。した
がって、図６に示すような変形コルピッツ型の発振回路
において発振トランジスタ４のベースに主電極２の対を
発振子として介挿し、エミッタに副電極３による共振子
を介挿すれば、該共振子の共振周波数ｆｓの成分を除去
することができ、主電極２のＢモードの共振を確実に抑
圧することができ、たとえば図６に示す発振出力のよう
にスプリアスを生じることなく目的とするＣモードの発
振出力を得ることができる。しかして上記実施例のＳＣ
カットの水晶振動子を用いれば、副電極３の主振動の周
波数を主電極２の副振動の周波数に一致させるようにし
ているので主電極２の副振動を確実に抑制することがで
き周波数のジャンプ、スプリアス等を生じることなく目
的周波数の発振出力を容易に得ることができる。
【０００８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、温
度の変化によって周波数のジャンプを生じることがなく
スプリアスのない良好な振動特性のＳＣカットの水晶振
動子を提供することができる。
度の変化によって周波数のジャンプを生じることがなく
スプリアスのない良好な振動特性のＳＣカットの水晶振
動子を提供することができる。
【０００９】
【図１】本発明の水晶振動子の電極構造を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の他の実施例の水晶振動子の電極構造を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例の水晶振動子の電極
構造を示す平面図である。
構造を示す平面図である。
【図４】本発明の水晶振動子の電気的な電極配置を示す
側面図である。
側面図である。
【図５】本発明の水晶振動子の各電極の共振特性を発振
出力の関係を示す共振特性図である。
出力の関係を示す共振特性図である。
１ 水晶片 ２ 主電極 ３ 副電極 ４ トランジスタ
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】本発明の水晶振動子を用いた発振回路の一例を
示す回路図である。
示す回路図である。
Claims (1)
- 【請求項１】水晶の結晶のＹ軸に直交する面をＸ軸を中
心にして約３３゜回転し、更にこの回転した位置からＺ
軸を中心にして約２２゜回転した面から切り出したＳＣ
カットの水晶振動子において、 水晶片の板面に相対面して設けた主電極と、 上記水晶片の板面に上記主電極から絶縁して相対面して
形成しかつ主電極に生じる副振動の共振周波数に等しい
周波数を主振動とする副電極と、 を具備することを特徴とするＳＣカットの水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24666191A JPH077363A (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Ｓｃカットの水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24666191A JPH077363A (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Ｓｃカットの水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077363A true JPH077363A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=17151743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24666191A Pending JPH077363A (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Ｓｃカットの水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077363A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352256B2 (en) | 2005-06-07 | 2008-04-01 | Nihon Dempa Kogya Co., Ltd. | Crystal oscillation circuit |
| WO2023112962A1 (ja) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 京セラ株式会社 | 水晶振動素子及び水晶デバイス |
-
1991
- 1991-08-31 JP JP24666191A patent/JPH077363A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352256B2 (en) | 2005-06-07 | 2008-04-01 | Nihon Dempa Kogya Co., Ltd. | Crystal oscillation circuit |
| WO2023112962A1 (ja) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 京セラ株式会社 | 水晶振動素子及び水晶デバイス |
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