П’єзоелектричний елемент фільтру

ДЛЯ СЛУЖИМОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ Q01ІО СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (5U 4 Н 03 Н 9/І5 *' ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4075017/40-22 (22) 03.06,86 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.Ф0Клочко, В.Ф.Скрипов и Ю.И.Якименко (53) 621.3.032 (088.8) (56) Патент США № 3855556, кл. Н 03 Н 9/26, 1974. Карташев И.А., Марченко Н О Б. Пьезоэлектрические трансформаторы токао Киев, Техника, 1978, с в 73, рис„12а. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к радиоэлектронике. Целью изобретения является улучшение избирательности фильтра. Пьезоэлектрический элемент фильтра содержит пьезоэлектрическую пластину 1, на одной из главных поверхностей которой размещены секции воз будители и генератора с полосковыпп электродами 2 и 3, а также дополнительный электрод 4, расположенный в пределах секций возбудителя и генера тора. Секции возбудителя и генератора размещены по разные стороны относительно поперечной оси симметрии пластины. Ширина каждого электрода •секций возбудителя и генератора не превышает Л /2, где Л " длина вол ны резонансных колебании на рабочей моде по ширине пластины, м. На другой главной поверхности пьезоэлектрической пластины расположен общий электрод 5, Сдвиг электродов возбудителя и генератора относительно друг друга на величину Д/2 вызывает сдвиг фазочастотной характеристики на 180°, что позволяет формировать полюса затухания в области частот среза характеристики затухания. 1 ил. Ш7777777777. '//////////////Щ ///////////) щ 25-f 7777777777777, I 4Q9094 Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах селекции частоты. Целью изобретения является улучшение избирательности фильтра. На чертеже изображен пьезоэлектрический элемент фильтра. Пьезоэлектрический элемент фильтра содержит пьезоэлектрическую плас- Ю тину 1, на одной из главных поверхностей которой размещены секции возбудителя и генератора с полосковьтми электродами 2,3 t а также дополнительный электрод 4, расположенный в 15 пределах секций возбудителя и генератора. Секции возбудителя и генератора размещены по разные стороны относительно поперечной оси симметрии пластины,, Ширина каждого электрода 20 секций возбудителя и генератора не превышает i\ /2 где Л - длина волны резонансных колебаний на рабочей моде по ширине пластины^,м, Причем электроды возбудителя и генератора, 25 расстояние между которыми по ширине платины соответствует нечетному числу длин полуволн на рабочей моде колебаний, электрически соединены. На другой главной поверхности пьезо30 электрической пластины расположен общий электрод 5 О Пьезоэлектрический элемент фильтра работает следующим образом0 При подключении к электроду 2 и общему электроду источника напряжения в силу обратного пьезоэффекта в объеме пластины под электродом 2 возникает деформация, распространяющаяся от краев названного электрода по объему пластины. В общем случае при возбуждении деформации переменным электрическим полем частотная характеристика затухания представляет собой ряд резонансных откликов, соответствующих первой и высшим собственным фермам колебаний, по длине , ширине и толщине пластин, В связи с необходимостью уменьшения длины пропорционально повышению частоты резонанса, верхним пределом частотного диапазона пластин с возбуждением колебаний по длине следует считать 200-500 кГц. Для более высокочастотной области необходимо использовать либо колебания других типов (например, сдвига)» либо колебания растяжения-сжатия по ширине и толщине элемента. По мере повыше -с 4Q 45 __ ния рабочей частоты преобразователей в связи с указанным уменьшением частотоэадагощего размера уменьшается и абсолютное значение технологического допуска на него. При использовании в качестве рабочих высших мод колебаний значение этого допуска увеличивается в ш раз, где ш - номер рабочей моды о В связи с этим для рассматриваемых конструкций с возбуждением колебаний по ширине более технологичным является вариант с использованием второй и более высоких мод о По мере, распространения по объему пластины колебания, возникающие в секции возбуждения, затухают по экспоненциальному закону,, По мере распространения по объему пластины вне электродов возбуждения вдоль нерезоиансных размеров колебаний, возникшие в возбудителе, затухают по экспоненциальному законуо Это оэначает, что, располагая вдоль длины пласt тины на некотором расстоянии от краев электродов 2 еще на одну пару электродов возбуждения, можно рассматривать образованные таким образом две секции возбуждения акустически не взаимодействующими между собой. Из сказанного следует возможность создания в монолитном объеме пьезопластины по крайней мере двух акустически не связанных пьезотрансформаторных преобразователей. Использование методов их совместного электрического включения позволяет таким образом улучшить электрические характеристики пьезоэлектрического элемента. В данно'й конструкции возникшие под электродом 2 механические колебания существенно затухают вдоль длины пластины. Это позволяет считать t что О Н и практически отсутствуют под электродами 3 „ В то же время в силу того, что в данном случае ширина пластины является резонансным размером, деформация практически без потерь распространяется в объеме под электродами 2 0 В силу прямого пьезоэффекта на свободных от электродов возбуждения поверхностях элемента возникает электрический заряд. Расположение на этих участках дополнительных полосковых электродов 4 позволяет использовать их в качестве генераторных электродов» Но эти дополнительные электроды являются так 1409094 же электродами секции возбуждения и благодаря обратному пьезоэффекту возбуждают,в этом объеме механические колебания, которые., распространяясь вдоль ширины этой части пластины, в силу прямого пьезоэффекта приводят к возникновению разности потенциалов на генераторных электродах 3, являющихся выходными электродами элемента,, 10 Расширение функциональных возможностей элемента получено сдвигом электродов возбудителя и генератора относительно друг друга на величину А/2 вдоль ширины элемента. При этом 15 происходит сдвиг фазочастотной характеристики на 180°, что позволяет, например, формировать полюса затухания в области частот среза характеристики затухания. 20 Увеличение затухания в полосе задерживания пьезоэлектрического элемента фильтра и улучшение прямоугольности частотной характеристики затухания позволяет уменьшить количество 25 элементов„ Это повышает надежность и снижает себестоимость фильтра в целом. Редактор Л,Волкова Заказ 627/ДСП и з о б р е т е н и я Ф о р м у л а Пьезоэлектрический элемент фильтра, содержащий пьезоэлектрическую пластину, на одной из главных поверхностей которой размещены секции возбудителя и генератора, ограниченные полосковыми электродами, продольные оси которых параллельны продольной оси симметрии пластины, ширина каждого электрода не превышает А /2, где ^ - дли- • на волны резонансных колебаний на рабочей моде по ширине пластины, а на другой главной поверхности расположен общий., электрод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью улучшения избирательности фильтра, в него введен дополнительный полосковый электрод, расположенный в пределах секций возбудителя и генератора, размещенных по разные стороны относительно поперечной оси симметрии пластины, а полосковые электроды возбудителя и ге- " нератора, расстояние между которыми по ширине пластины соответствует нечетному числу длин полуволн на рабочей моде колебаний, электрически соединены* . Составитель Г.Муртазина Техред А.Кравчук Корректор Л.ПатаЙ Тираж 476 Подписное ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб%, д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4