NO313356B1 - Piezoelektrisk resonator, måte å innstille dennes resonansfrekvens, og kommunikasjonsapparat - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en piezoelektrisk resonator, en fremgangsmåte for å innstille dens resonansrfekvens, og et kommunikasjonsapparat som bruker en eller flere slike resonatorer, og generelt kan oppfinnelsens resonator brukes også i andre sammenhenger, blant annet i komponenter av typen vibrator, diskriminator eller filter.

I en konvensjonell piezoelektrisk resonator er ytre elektroder lagt på to hovedoverflater på et substrat som kan ha rektangulær eventuelt kvadratisk plateform. Substratet er polarisert i tykkelsesretningen, og når et elektrisk felt påtrykkes i samme retning som følge av et signalpåtrykk på elektrodene, bringes substratet til å følge signalpåtrykket ved sammentrekning eller ekspansjon i en retning parallelt med substratets hovedoverflater.

En slik resonator vil ved påtrykk av en vekselspenning svinge som et ikke stivt legeme, hvor retningen av det elektriske felt og polarisasjonen i tykkelsesretningen avviker fra svingeretningen. En slik resonator har en elektromagnetisk koplingskoeffisient som er relativt beskjeden og mindre enn dersom resonatoren svingte som et stivt legeme, nemlig hvor samtlige nevnte retninger er den samme. Den "ikke stive" resonator har derved relativt liten resonansfrekvensforskjell AF mellom sin parallell- og serieresonansfrekvens, og dette fører til begrenset båndbredde når resonatoren skal brukes som et filter. Konstruksjons-frihetsgraden er således begrenset.

Har man en slik resonator med et rektangulært kvadratisk substrat vil den første ordens svingning (grunnsvingningen) være longitudinal, men likevel vil det være tendens til ganske kraftige overtonesvingninger, særlig ved de odde harmoniske, f.eks. den tredje og den femte. Dette skyldes resonatorens konstruksjon.

I tillegg er det slik at, selv om gruimsvmgningen i sprederetningen utnyttes i resonatoren når substratet er rektangulært, vil det være mulighet for kraftige uønskede resonanser, så som ved den tredje overharmoniske i samme retning, eller en uønsket resonans i tykkelsesretningen.

Vi har tidligere foreslått en resonator som er laminert oppbygget og hvor uønskede resonanser er redusert, samtidig med at resonansfrekvensforskjellen er større. Fig. 24 i de tegninger som hører med til denne beskrivelse viser et eksempel på slik resonator. Resonatoren 1 er laminert i den forstand at en rekke piezoelektriske skiver 3 er satt sammen i en stabel i resonatorens lengderetning, og hvor det er innskutt indre tverrelektroder 4 mellom skivene. Det aktive element i resonatoren er en svingekjerne 2 som omfatter skivene 3, og disse er polarisert i svingekjernens 2 og dermed resonatorens 1 lengderetning, slik det er indikert på fig. 23. Svingekjernen vil av denne grunn svinge som et stivt legeme, og de tre nevnte retninger vil være sammenfallende. Følgelig får man stor elektrisk-mekanisk koplingskoeffisient og relativt stor resonansfrekvensforskjell. Videre under-trykkes uønskede svingningsmodi så som bredde- og tykkelsesmodi. Endekantene av de indre tverrelektroder 4 blir eksponert på annenhver side av den viste øverste sideflate på svingekjemen, og annenhver elektrode er dekket med en elektrisk isolerende film 5a, 5b slik at den ene henholdsvis andre av to ytre elektroder 6a, 6b kan forbindes med sin annenhver tverrelektrode 4.

Ved masseproduksjon av en slik resonator 1 vil man imidlertid kunne få en viss spredning i parallell- og serieresonansfrekvensen, og en fremgangsmåte som er foreslått i patentskriftet JP 197824/1997 kan eventuelt brukes for innregulering av resonansfrekvensen (parallellresonansfrekvensen) særlig for å redusere denne under forutsetning av at den er noe for høy ved den første fase av tilvirkningen. En frekvensøkning kan i prinsippet utføres på to måter, f.eks. ved å avstive midtområdet av svingekjemen (vist og beskrevet i en parallell patentsøknad) eller ved å fjerne materiale i endene, siden resonansfrekvensen(e) bestemmes av svingekjernens fysiske lengde. Det er imidlertid upraktisk å komme ut med resonatorer som har forskjellig lengde etter fabrikasjonen, for å passe til en felles valgt frekvens. Dersom frekvensøkningen skal automatiseres er det også relativt komplisert å oppnå den ønskede virkning, blant annet må man ha måleoppstillinger som tar hensyn til hvilken nøyaktig lengde resonatoren til slutt skal ha etc. Automatisering under slike betingelser er vanskelig, og variasjon av andre elektriske egenskaper vil også være en risiko. I praksis er det derfor ikke tilrådelig å satse på fjerning av materiale fra svingekjemen for å oppnå en frekvensøkning.

For å unngå de problemer som er antydet ovenfor er det ifølge oppfinnelsen skaffet tilveie en resonator hvor uønskede resonanser er betydelig redusert, som har en stor resonansfrekvensforskjell og som ved fabrikasjonen kan innstilles til en øket resonansrfekvens.

I tillegg er det skaffet til veie en fremgangsmåte for innstilling av denne resonansrfekvens, dvs. både parallell- og serieresonansfrekvensen, i en resonator av samme type. Oppfinnelsen gjelder også et kommunikasjonsapparat som bruker en eller flere slike resonatorer.

I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er det således skaffet tilveie en piezoelektrisk resonator som omfatte: en svingekjerne hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei. Svingekjemen er særlig slik at den er avkuttet langs en endekant i den hensikt å øke resonatorens resonansrfekvens.

I resonatoren som er omtalt ovenfor kan avkuttingen være i hjørnepartier på svingekjemen.

Til oppfinnelsen hører det også en fremgangsmåte for innstilling av resonansfrekvensen av en slik resonator, og denne fremgangsmåte er basert på en svingekjeme hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei. Fremgangsmåten særmerker seg ved at man fjerner i det minste en del av et kantparti på svingekjemen. Dette parti kan også være i hjørnepartier av denne.

I foretrukne utførelser av oppfinnelsen innbefatter videre et kommunikasjonsapparat med en detektor, og denne detektor omfatter resonatoren beskrevet ovenfor. Apparatet kan også ha et båndpassfilter med kaskadekoplede ledd hvor det inngår resonatorer i foretrukne utførelser.

Den foretrukne resonator svinger altså, som beskrevet tidligere, som et stivt legeme, og dette skyldes polariseringen av skivene i svingekjemen, ved at annenhver skive er polarisert i henholdsvis den ene og den motsatte retning, i lengderetningen. Man far altså en stor koplingskoeffisient og en relativt stor resonansfrekvensforskjell, hvilket arter seg som en større båndbredde og en større frihet i konstruksjonen. Uønskede svingningsmodi blir også undertrykt langt bedre enn dersom polarisasjons- og feltretningen hadde vært forskjellig fra svingeretningen.

Ifølge oppfinnelsen kan en bestemt resonansfrekvens i den første fase av resonatorfremstillingen økes ved maskinering under den siste fase, og ved å ordne fremstillingen på denne måte reduseres vrakandelen. Den fysiske totallengde av resonatoren vil derved ikke berøres, og heller ikke bølgeformen blir endret. Fremstiller man en elektronisk komponent hvor det inngår en slik resonator kan komponenten utføres som en . kretsbrikke for overfiatemontering på et kretskort eller liknende. Som nevnt kan et kommunikasjonsapparat med fordel bruke slike resonatorer, ved at man utnytter den store resonansfrekvensforskjell, at tendensen til uønskede side- og oversvingninger er redusert, og at man kan finregulere resonansforløpet, særlig øke resonansfrekvensene, ved fremstillingen.

Andre trekk ved og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den detaljbeskrivene som er satt opp nedenfor og som støtter seg til tegningene, hvor fig. 1 skjematisk viser en foretrukket utførelse av en piezoelektrisk resonator, plassert slik at de ytre elektroder vises på oversiden, fig. 2 viser samme snudd rundt slik at disse elektroder vender nedover, fig. 3 viser i ett diagram sammenhengen mellom resonatorens impedans som funksjon av frekvensen før en modifikasjon er utført for å endre resonansfrekvensene, og etter, fig. 4 viser den modifiserte resonator hvor to endekanter på hver side er fjernet, fig. 5 viser en annen utførelse av modifikasjonen, hvor en endekant i hver ende er avrundet, fig. 6 viser nok en modifikasjon hvor de samme endekanter er avrundet og i tillegg begge ender av de ytre elektroder er avrundet på tilsvarende måte, fig. 7 viser en annen utførelse av den modifiserte resonator, hvor modifikasjonen består i å fjerne materiale langs to langsgående kanter, fig. 8 viser akkurat det samme som fig. 3, nemlig at resonansfrekvensene forskyves oppover i frekvens etter fjerningen av materialet, fig. 9 viser nok en modifikasjon av resonatoren, hvor også de ytre elektroder har fjernet en langsgående kant, fig. 10 viser en annen utførelse hvor materialfjemingen er utført som en hjørneavrunding, fig. 11 viser en annen modifikasjon hvor hjørneavrundingen er utført på fire langsidehjørner, fig. 12 viser nok en utførelse hvor resonatoren også har fire hjørner fjernet, fig. 13 viser i detalj hvordan et slikt hjørne er fjernet en dybde d innover, fig. 14 viser tilsvarende fig. 3 og 8 hvordan frekvensforskyvningen skjer mot økende frekvens etter bearbeidingen, fig. 15 viser økningen i resonansfrekvens som funksjon av dybden d, fig. 16 viser en modifisert resonator hvor alle åtte hjørner er fjernet, fig. 17 viser en annen modifikasjon hvor fire hjørner er fjernet ved avrunding, fig. 18 viser en tilsvarende modifikasjon hvor åtte hjørner er fjernet ved avrunding, fig. 19 viser hvordan resonansrfekvensen øker som funksjon av hvor lang tid man bruker på materialfjemingen, fig. 20 viser en foretrukket utførelse av en elektronisk komponent som bruker en slik resonator, fig. 21 viser i oppriss hvordan resonatoren er montert på et substrat i en slik komponent, fig. 22(a og b) viser en tverrelektrode på endeflaten på en piezoelektrisk skive i resonatoren, fig. 23 er allerede omtalt og gjelder den bakenforliggende teknikk for resonatoren, og fig. 24 viser et blokkskjema over et foretrukket kommunikasjonsapparat ifølge oppfinnelsen.

Det vises nå til fig. 1 og 2 hvor den piezoelektriske resonator 10 ifølge oppfinnelsen er illustrert med en svingekjerne 12 i form av f.eks. en i alt vesentlig rektangulært prismatisk blokk. Svingekjemen er laminert og har f.eks. 20 skiver 12a av en piezoelektrisk keramikk. Skivene har fortrinnsvis samme størrelse. De er polariserte i svingekjernens lengderetning, innbyrdes motsatt fra den ene til den neste, slik det er indikert med pilene på fig. 1. Endeskivene i svingekjemen har imidlertid ingen polarisasjon. Alternativt kan også disse være polarisert.

Indre tverrelektroder 14 er satt inn mellom to og to skiver 12a i svingekjemen, og følgelig blir de stående tilnærmet normalt på kjernens lengderetning. Avstanden mellom tverrelektrodene blir lik tykkelsen av skivene. Disse indre tverrelektroder 14 dekker hele hovedflaten (endeflaten) på skivene og eksponeres langs samtlige fire kanter.

Annenhver indre tverrelektrode 14 danner en første gruppe, og de resterende annenhver plasserte elektroder danner en andre gruppe. Den ene av gruppene er pålagt en første elektrisk isolerende film 16 ved den ene sideflate på svingekjemen 12, mens den andre gruppe er pålagt en andre tilsvarende film 18 på motsatt side av denne sideflate.

Dette er gjort for å gi kontakt med de to ytre elektroder 20, 22 som er vist gjennomsiktige på fig. 1, slik at hver ytre elektrode forbindes med tverrelektrodene i sin respektive gruppe.

Det nye i og med oppfinnelsen er at materialet er fjernet fra den opprinnelige rektangulært prismatiske form av svingekjemen 12, og i utførelsen vist på fig. 1 og 2 er materialet langs to endekanter fjernet, i det som i det følgende vil bli kalt et fjernet parti 24, i dette tilfelle et slikt parti 24 i hver ende av svingekjemen 12 og dermed resonatoren 10.1 den viste utførelse er partiene 24 i form av avfasinger av de endekanter som avslutter den sideflate som ligger motsatt sideflaten hvor de ytre elektroder 20, 22 er anordnet. Materialfjemingen i partiene 24 er fortrinnsvis utført ved sliping, skjæring eller liknende, og hensikten er som nevnt forflytting av parallell- og/eller serieresonansfrekvensen til en høyere frekvens.

De ytre elektroder brukes som inn/ut-elektroder for resonatoren 10. Når en spenning påtrykkes mellom de ytre elektroder 20, 22 overføres denne spenning til blir liggende mellom to og to av tverrelektrodene 14, slik at det settes opp et elektrisk felt som samsvarer med skivenes 12a polarisasjon. Ved at skivene er piezoelektriske bevirker det elektriske felt en sammentrekning eller ekspansjon av disse, og man far således et piezoelektrisk aktivt midtområde i svingekjemen 12. Ved at polarisasjons- og feltretningen sammenfaller vil hele dette aktive midtparti i svingekjemen ekspanderes eller presses sammen som en felles blokk, og ved påtrykk av en vekselspenning vil svingekjemen svinge i lengderetningen i takt med denne spenning. Er vekselspenningen periodisk og har en frekvens ved en av svingekjernens egenresonansfrekvenser vil den innta en longitudinal grunnsvingemodus og med midtpunktet i lengderetningen som er knutepunkt for svingningene, hvor svingningsamplituden er null eller i alle fall minst. I begge ender av svingekjemen foretrekkes at det ikke er noe påtrykt felt ved at det ikke er noen indre elektroder, og materialet er heller ikke polarisert. Endepartiene er altså piezoelektrisk inaktive.

I resonatoren 10 sammenfaller som nevnt svingeretningen med polarisasjons- og feltretningen, slik det er i et svingelegeme som arbeider som en stiv blokk. Den elekt-romagnetiske koplingskoeffisient er derved relativt stor, og frekvensforskjellen AF mellom parallellresonansfrekvensen og serieresonansfrekvensen er også relativt stor, i alle fall i forhold til en resonator som arbeider som et ikke stivt legeme. Den aktuelle resonator kan imidlertid brukes i bredbåndskretser. Dens elektriske kapasitet (mellom de ytre elektroder) kan endres ved å endre tverrelektrodenes areal, antallet skiver 12a eller antallet elektroder mellom disse, eventuelt tykkelsen av skivene. Som kjent øker kapasiteten når tykkelsen reduseres, arealet øker og antallet tverrelektroder øker. Man far altså relativt stor frihetsgrad ved konstruksjonen, og man kan ved å velge resonatorer med stor henholdsvis liten kapasitet tilpasse en krets impedansmessig overfor en ytre krets, for eksempel når resonatoren er montert på et kretskort.

I kontrast til resonatoren 1 vist på fig. 23 har resonatoren 10 vist på fig. 1 og 2 fjernede partier 24 i endekantene, slik at resonansfrekvensene øker. Fig. 3 viser hvordan impedans/frekvenssammenhengen blir før henholdsvis etter en slik materialfjerning. Det er åpenbart at svingebølgeformen ikke endres ved dette, og den totale lengde av svingekjemen og dermed resonatoren endres heller ikke. I seriefremstilling kan man altså lage resonatorer som alle har samme fysiske lengde, selv om de kan være noe forskjellig bearbeidet for å ende opp på samme resonansfrekvens eller på forskjellig frekvens etter en nærmere spesi-fikasjon. Dette ligger til rette for automatisk seriefremstilling, og man kan få stabile karakteristiske egenskaper etter fremstillingen. Fig. 4 viser en videreføring av modifikasjonen ved fjerning av partier 24 av materiale fra svingekjemen 12, idet man i tillegg til de to øvre hjørner slik resonatoren er vist montert med de ytre elektroder på undersiden, og også har fjernet endekantene av disse elektroder. Fig. 5 viser nok en modifikasjon hvor de fjernede partier 24 tilsvarer de som er vist på fig. 2, men hvor fjerningen ikke er i form av en rett avskåret kant men i stedet er avrundet. Fig. 6 viser tilsvarende fig. 4 hvordan man har avrundet langs to endekanter i hver ende av resonatoren, i stedet for å skjære hjømekantene rette.

De resonatorer som er vist på fig. 4, 5 og 6 har samme fordeler som den som er vist på fig. 1 og 2 ved at de fjernede partier 24 er i resonatorens og svingekjernens ender. Fig. 7 viser en variant hvor materialet i stedet er fjernet langs to av langsidekantene, i dette tilfelle ved rett avskjæring i 45° vinkel eller i en annen vinkel. Det er den sideflate som ligger motsatt sideflaten med de ytre elektroder 20, 22 som i dette tilfelle har langsgående hjørnekanter med fjernede partier 24. Fig. 8 viser akkurat som fig. 3 hvordan resonansrfekvensene øker ved avskjæringen. Resonatoren er av "stiv" type, tilsvarende resonatoren vist på fig. 1 og 2 og har derved som denne større elektromagnetisk koplingskoeffisient, større resonansfrekvensavstand AF og kan i tillegg fremstilles automatisk for fininnstilling av en av resonansfrekvensene. Impedanstilpasning mot ytre kretser ved montering på et kretskort eller liknende kan lett foretas. Fig. 9 viser hvordan den sist omtalte modifikasjon er ført videre ved at samtlige fire langsgående kanter er rettavskåret slik at i alt fire langstrakte partier 24 fjernes, fig. 10 viser en tilsvarende modifikasjon som den vist på fig. 7, hvor to av langsidekantene har fjernede partier 24, men i dette tilfelle i form av en avrunding, mens fig. 11 viser tilsvarende fig. 9 hvordan samtlige fire langsgående hjørnekanter har materialet fjernet ved avrunding.

Også disse modifikasjoner med avrundede langsgående hjørnekanter har de samme fordeler som de som er nevnt ovenfor.

Fig. 12 viser skjematisk en ytterligere modifisert resonator 10 i samsvar med oppfinnelsen, hvor de fire øverste hjørner er avskrådd slik at det i alt blir fire fjernede partier 24, og fig. 13 viser nærmere hvordan hjørneavskjæringene er utført i en dybde d. Hensikten er som før å øke resonansfrekvensene. Fig. 14 viser, helt analogt med fig. 3 og 8 hvordan impedansen forskyves mot høyere frekvenser etter slik bearbeiding ved å ta bort partier 24 fra hjørnene. Som før er resonatoren vist på fig. 12 av "stiv" type med stor koplingskoeffisient og resonansfrekvensavstand, og denne modifikasjon er også egnet for automatisk fremstilling. Impedanstilpasning til eksterne kretser kan utføres som før. Fig. 15 viser forholdet mellom en av resonansrfekvensene Fr og avskjæringsdybden d for de fjernede partier 24, under forutsetning av at d er relativt liten, dvs. i en innledende fase av en avskjæring eller hjømesliping. Ønsket frekvensendring kan foretas ved å avpasse dybden, og frekvensendringen gjelder både parallell- og serieresonansfrekvensen samt impedans/frekvensforløpet forøvrig. Fig. 16 viser en videre utførelse av resonatoren 10 hvor man i tillegg har skåret av de fire resterende hjørner slik at det i alt dannes åtte fjernede partier 24. Samtlige av disse er plant avskåret, f.eks. i 45° i forhold til side- og endeflatene. Det skal bemerkes at de fire nedre hjørner blir de ytre hjørner på de ytre elektroder 20,22. Fig, 17 og 18 viser to tilsvarende modifikasjoner hvor hjørnene er fjernet, tilsvarende fig. 12 og 16. Eneste forskjell er at hjørnene ikke er plant avskåret, men at de fjernede partier 24 er slipt eller skåret av slik at det gjenstår avrundede hjørner.

De samme fordeler som ved plant avskårne hjørner, ende- og lengdekanter oppnås også med disse modifikasjoner, nemlig at et bestemt impedans/frekvensforløp ved en første fase av fremstillingen, med fjerning av materiale blir forskjøvet noe mot høyere frekvenser, i avhengighet av hvor mye materiale som fjernes.

Fjerningen av materiale kan skje ved sliping, pussing, skjæring eller liknende, blant annet med smergelpapir, slipeskiver og liknende.

Resonatoren vist på fig. 18 kan også fa fjernet hjørnepartiene 24 ved sliping i trommel, og fig. 19 viser hvordan resonansrfekvensen Fr gradvis øker ved stadig lengre opphold i en slik slipetrommel. Også resonatorene vist på fig. 16, 17 og 18 har samme fordeler som den resonator som er vist på fig. 12. Serieresonansfrekvensen Fa og andre karakteristiske partier på impedans/frekvensforløpet endrer seg helt tilsvarende parallell-resonansrfekvensen Fr og kan lett innstilles ved trommelsliping for utførelsen vist på fig. 18, ved å fastlegge slipevarigheten.

En elektronisk komponent så som en vibrator eller en diskriminator kan fremstilles ved å bruke denne type resonatorer, uansett modifikasjon eller variant. En slik bruk er illustrert på fig. 20 hvor en elektronisk komponent 60 bygget opp med et elektrisk isolerende substrat 62 har en innebygget resonator 10, f.eks. den resonator som er vist på fig. 7.1 substratet 62 er det to utsparinger 64 i hver av to motliggende endekanter slik det er vist på fig. 20, og mellom to og to motstående utsparinger er det ført en mønsterelektrode 66 henholdsvis 68 tvers over substratet og med en utvinklet L-formet gren som ender inne ved midten av dette. Mønsterelektrodene 66 og 68 danner derved et 180° rotasjonssymmetrisk mønster, og de to ender av de utvinklede grener er ført nær hverandre. Videre er mønsterelektrodene ført rundt substratet ved utsparingene 64, slik at de blir tilgjengelige fra undersiden.

Et elektrisk ledende adhesiv (lim) eller liknende (ikke vist) er påført mønsterelektrodene ved midten der de utvinklede armer ender i en kort avstand fra hverandre, og resonatoren monteres via monteringsbrikker 70 på disse ender ved hjelp av adhesivet. En tilsvarende elektrisk ledende pasta eller liknende fester monteringsbrikkene 70 til de to ytre elektroder 20, 22 på undersiden av resonatoren 10. Ved at monteringsbrikkene er festet på midten av resonatoren tillates denne å svinge noenlunde fritt i sin longitudinale svingningsmodus. Fig. 21 viser resonatoren 10 fra enden, montert på substratet 62 ved hjelp av brikkene 70.

Videre er et metalldeksel 74 anordnet i komponenten 60 for å omslutte de indre deler, særlig resonatoren. For å hindre kortslutning mellom dekselet og mønsterelektrodene etter monteringen er det lagt en isolerende harpiks eller liknende på substratet 62 og elektrodene. Deretter påmonteres metalldekselet, og slik avsluttes fremstillingen av komponenten 60. Inngang og utgang til komponenten skjer fra undersiden, der mønsterelek-trodene er ført rundt substratet.

Ved at monteringsbrikkene 70 brukes til monteringen av resonatoren vil denne holdes i en avstand over substratoverflaten slik at svingningene ikke hindres.

Komponenten 60 kan f.eks. brukes som en diskriminator og er da montert på et kretskort eller liknende, sammen med kretser i integrert utførelse eller andre kretser. Som en lukket komponent kan den brukes som en komponentbrikke og være egnet for bølgelod-ding.

I et tilfelle hvor komponenten 60 brukes som en vibrator vil dennes uønskede resonanstendenser være redusert dersom en resonator 10 ifølge oppfinnelsen brukes. Impedanstilpasning kan lett oppnås siden kapasiteten kan endres, på de måter som allerede er omtalt. Når vibratoren brukes i en spenningsstyrt oscillator kan frekvensområdet gjøres stort ved å bygge på den store resonansfrekvensavstand AF for denne type resonatorer.

Brukes komponenten som en diskriminator utnytter man også dennes resonansfrekvensavstand og muligheten for god impedanstilpasning ved å la kapasiteten være optimal. Et kaskadekoplet filter som bruker flere resonatorer 10 kan også konstrueres innenfor relativt stor konsh"uksjonsfrihet.

Når komponenten er utført som en hermetisk forseglet brikke kan den anta forskjellig fasong, og det samme gjelder resonatoren som utgjør hovedelementet. Resonatorer med annen fasong enn det som er vist på fig. 7 kan således brukes.

I de resonatorer som er gjennomgått hittil er de indre tverrelektroder 14 fortrinnsvis lagt over hele endeflaten på hver piezoelektrisk skive 12a, men de kan i stedet være noe tilbaketrukket over en av ytterkantene, slik det er illustrert på fig. 22a og b. De indre elektroder 14 i den ene gruppe er da tilbaketrukket på den ene side, mens elektrodene i den andre gruppe er tilbaketrukket på motsatt side, slik at forbindelsen med de ytre elektroder 20,22 kan skje uten at man legger på noen isolerende film 16,18.

Polarisasjonsretningen som er illustrert på fig. 1 og 23 kan være typisk og foretrukket, men oppfinnelsen er ikke begrenset til slik polarisering. Videre er gjerne resonatorene slik at samtlige skiver 12a har samme tykkelse, slik at elektrodeavstanden mellom to og to indre tverrelektroder 14 også blir den samme, men dette er ingen betingelse for oppfinnelsen. Alternativt kan også flere skiver være lagt inn mellom to og to tverrelektroder 14, og disse tverrelektroder behøver ikke være koplet annenhver til de ytre elektroder, men på annen måte.

De fjernede partier 24 på resonatorene 10 er vist på to og to steder i de forskjellige varianter som er gjennomgått ovenfor, men ett slikt fjernet parti 24 kan naturligvis anordnes langs en hjørnekant eller i et hjørne på svingekjemen 12. Oppfinnelsens fordeler oppnås likevel. Fjernede partier 24 kan naturligvis også komme fra forskjellige steder på svingekjemen, i kombinasjon.

Fig. 24 viser et blokkskjema over en foretrukket utførelse av et kommunikasjonsapparat, for eksempel en kommunikasjonsmottaker av dobbelsuper-(heterodyn)typen, i samsvar med oppfinnelsen. Apparatet eller mottakeren 200 som er vist blokkskjematisk har en mottaker 202 koplet til en inngangskrets 204 som sørger for impedanstilpasning mellom antennen og en etterfølgende høyfrekvensforsterker 206 som skal beskrives nærmere nedenfor.

En avstemmingskrets som brukes til å velge ønsket frekvens eller båndpassfilter brukes fortrinnsvis som inngangskrets 204. En utgang fra denne krets er koplet til inngangen på den etterfølgende forsterker 206 som har som funksjon å øke følsomheten ved lavstøyforsterkning og samtidig gi øket selektivitet overfor speilfrekvenser. Utgangen på forsterkeren 206 går til inngangen på den første blander 208 som blander de mottatte signaler med signalet fra en første lokaloscillator slik at frekvensdifferansen videreføres. Oscillatoren er vist ved 210. Frekvensforskjellen representerer mottakerens første mellomfrekvens og må passere et første båndpassfilter 212, hvoretter signalet går til en andre blander 214 med tilkoplet andre lokaloscillator, slik at man får en andre mellomfrekvens. Signalene ved denne andre mellomfrekvens passerer et andre båndpassfilter 218 og forsterkes i en mellomfrekvensforsterker 220. Deretter følger en detektor 222 som demodulerer slik at signalbølger tas ut fra mellomfrekvenssignalet ved den andre mellomfrekvens. Utgangen fra detektoren 222 går til en lavfrekvensforsterker 224 som forsterker de demodulerte signalbølger (lavfrekvensinformasjonen) for overføring til en høyttaler 226.

De piezoelektriske resonatorer som er beskrevet ovenfor, i deres forskjellige ut-førelser, kan brukes som detektor 224 i mottakeren 200, og oppbygget som kaskadefiltere kan de også brukes i båndpassfiltrene 208 og 214. En slik dobbeltsupermottaker kan derved ha liten fysisk størrelse., men likevel gode mottakeregenskaper. Ifølge oppfinnelsen kan resonatoren brukes som detektor også i en enkeltsupermottaker, og kaskadefilteret ifølge foretrukne utførelser kan altså brukes som båndpassfilter. Tilsvarende det som er angitt ovenfor kan naturligvis også en enkeltsupermottaker på denne måte få beskjeden størrelse og gode mottakeregenskaper.

Oppfinnelsen er særlig vist og beskrevet i form av utførelseseksempler, men det er klart at varianter kan tenkes, idet oppfinnelsens ramme egentlig er gitt av de patentkrav som er satt opp nedenfor.

Claims (21)

1. Piezoelektrisk resonator (10) som omfatter: en svingekjerne hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei, og som er karakterisert ved at svingekjemen (12) har minst ett fjernet parti (24) i et endeparti.

2. Resonator ifølge krav 1, karakterisert ved at det minst ene fjernede parti (24) er fjernet for å øke resonatorens resonansfrekvens Fr.

3. Resonator ifølge krav 1 og omfattende flere fjernede partier (24), karakterisert ved at de fjernede partier (24) er tatt fra sitt respektive hjørne av svingekjemen (12).

4. Resonator ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett fjernet parti (24) lar det gjenstå en plant avskrådd del på svingekjemen (12).

5. Resonator ifølge krav 1, karakterisert ved at minst én fjernet del lar det være igjen ett i alt vesentlig krumt parti på svingekjemen (12).

6. Resonator ifølge krav 1 og videre omfattende minst to fjernede deler (24), karakterisert ved at de fjernede deler er tatt fra motsatte ender på svingekjemen (12).

7. Resonator ifølge krav 5-6, karakterisert ved at hver av de fjernede deler (24) lar det være igjen en i alt vesentlig plan del på svingekjemen (12).

8. Resonator ifølge krav 5-6, karakterisert ved at hver fjernet del (24) lar det være igjen en i alt vesentlig krum del på svingekjemen (12).

9. Resonator ifølge krav 1, karakterisert ved at svingekjemen har åtte hjørnedeler og videre omfatter flere fjernede partier (24) fra sitt respektive hjørneområde på svingekjemen (12).

10. Fremgangsmåte for innstilling av en piezoelektrisk resonators resonansfrekvens og omfattende: tilveiebringelse av en piezoelektrisk resonator (10) med en svingekjerne hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei, og karakterisert ved fjerning av minst én del av svingekjemen (12) ved minst ett parti (24) på svingekjemen (12), ved minst én av dennes ender.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at den minst ene fjernede del (24) fra svingekjemen (12) er tatt fra et hjørne på denne.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at fjerningen av det minst ene parti 24 er utført slik at resonatorens resonansfrekvens økes.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10 og videre omfattende trinnet å fjerne flere fjernede partier (24), karakterisert ved at de fjernede partier (24) er tatt fra sitt respektive hjørne av svingekjemen (12).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at minst ett fjernet parti (24) lar det gjenstå en plant avskrådd del på svingekjemen (12).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at minst én fjernet del lar det være igjen ett i alt vesentlig krumt parti på svingekjemen (12).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 10, og videre omfattende minst to fjernede deler (24), karakterisert ved at de fjernede deler er tatt fra motsatte ender på svingekjemen (12).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at hver av de fjernede deler (24) lar det være igjen en i alt vesentlig plan del på svingekjemen (12).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at hver fjernet del (24) lar det være igjen en i alt vesentlig krum del på svingekjemen (12).

19. Resonator ifølge krav 10, karakterisert ved at svingekjemen har åtte hjømedeler og videre omfatter flere fjernede partier (24) fra sitt respektive hjømeområde på svingekjemen (12).

20. Kommunikasjonsapparat som omfatter en detektor med en svingekjeme hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei, og som er karakterisert ved at svingekjemen har minst ett fjernet parti (24) i et kantområde.

21. Kommunikasjonsapparat med et båndpassfilter med kaskadekoplede ledd, og hvor hvert ledd omfatter en piezoelektrisk resonator med: en svingekjeme hvis lengderetning sammenfaller med resonatorens lengderetning og som er innrettet for å svinge i sin longitudinale svingningsmodus, flere indre tverrelektroder anordnet i alt vesentlig normalt på lengderetningen, i en innbyrdes avstand i denne lengderetning, et par ytre elektroder på en overflate på svingekjemen og koplet til de indre tverrelektroder, hvor svingekjemen omfatter flere skiver av piezoelektrisk materiale i laminert oppbygging, hvor de indre tverrelektroder er anordnet på endeflatene på skivene og i alt vesentlig normalt på svingekjernens lengderetning, og hvor skivene er polariserte i lengderetningen, den ene henholdsvis andre vei, og som er karakterisert ved at svingekjemen minst har ett fjernet parti (24) tatt fra en kantdel.