Пьезоэлектрический датчик Советский патент 1986 года по МПК H04R17/00 

Изобретение относится к области техники связи, в частности к пьезоэлектрическим акустическим преобразователям. Целью изобретения является повышение чувствительности и разрешающей способности. На чертеже показана схема пьезоэлектрического датчика. Пьезоэлектрический датчик содержит пьезопластину 1 с размещенными на ней первым, вторым и третьим электродами 2-А, первую и вторую мембраны 5 и 6, корпус 7, а также элемент 8 крепления с участком 9 меньшей толщины, при этом пьезопластина 1 закреплена между центрами мембран 5 и 6, каждая из которых электрически соединена с электродами 3 и 4 через конденсаторы 10 и 11 с заземлением, элемент 8 крепления полукруглой формы с участком 9 мень шей толщины расположен параллельно мембранам 5 и 6 и приварен по диаме ру к первому электроду 2, который электрически соединен с разностным генератором 12. Пьезоэлектрический датчик работа следующим образом. На пьезопластине 1 выполнены фак тически два пьезорезонатора. Пьезорезонаторы представляют собой участ ки кварцевой пьезопластины 1, распо ложенные между напыленными на нее металлическими электродами 2-4. Рез нансные частоты пьезорезонаторов за висят от упругих постоянных пьезопластины 1 и, следовательно, от величины и в силу анизотропных свойст монокристаллического кварца от направления механических напряжений в пьезопластине. Разностный генератор обеспечивае возбуждение в пьезорезонаторах двух колебаний с частотами f, и fj в диап зоне частот 257-40 МГц. Причем часто отличаются не менее че на величину резонансных промежутков пьезорезонаторов. Выходным сигналом генератора 12, а соответственно и всего датчика, является колебание разностной частоты IP 1 1,- Ч Колебание разностной частоты выде ляется посредством LC -разностного контура, настроенного приблизительно на частоту ip и подключенного к активному элементу разностного генератора и входящему в состав генератора 12. Воздействие Б акустических колебаний приводит к перемещению мембран 5 и 6 и пьезопластины 1 вдоль ее оси. Причем акустические колебания частот до 10 кГц вызывают перемещение Центров мембран 5 и 6. Участок 9 меньшей толщины элемента 8 крепления, выполненныйв виде двух профрезированных канавок, расположенных одна против другой с двух сторон параллельно пьезопластине 1, предназначен для снижения сопротивления элемента крепления акустическому воздействию и тем самым повышению чувствительности микрофона и разрешающей способности. С уменьшением расстояния между участком 9 меньшей толщины и пьезопластиной 1 увеличивается степень прогиба пьезопластины, что вызывает изгиб двух резонаторов в разные стороны и, следовательно, изменение их резонансных частот :{, и {, в разные стороны. При этом абсолютная перестройка частоты in выходного колебания равна сумме перестроек f, и 2 частот bt ii,f ui. „.p-u.,,.., Относительная перестройка разностной частоты оказывается в N раз большей посравнению с относительной перестройкой частот f, и f ufp uf, ip i, Кроме того, за счет возможности обеспечения положительной корреляции ий частот i, шумовых вариаций 8f, i выбором определенного соотношения между емкостями конденсаторов 10 и 11 шумовые вариации, Sfp частоты tp выходного разностного колебания могут быть сведены в идеальном случае к нулю. Тем самым сведены к нулю собственные частотные шумы датчика, благодаря чему может быть сведен к нулю уровень эквивалентного звукового давления устройства. То есть пьезоэлектрический датчик может не иметь ограничения динамического диапазона снизу и обладать повьш1еннои разрешающей способностью. Формула изобре тения Пьезоэлектрический датчик, содержащий пьезопластину с первым и вто312725204

рым электродами, корпус, элементэтом пьезопластинл устаиорлена Me)iyiy

крепления с утоньшением, соединенный смембранами, а элемент крепления выс пьезопластиной и корпусом, раяност-полнен в виде полукруглой мембраны,

ный генератор, электрически соединен-связанной с первым электродом, на

ный с первым электродом, о т л и- jпьезопластине имеется третий электчающийся тем, что, с цельюрод, причем второй и третий электповышения чувствительности и раэре-роды расположены с противоположных

шающей способности, его корпус вы-сторон элемента крепления и электриполнен в форме цилиндра, на торцахчески соединены через конденсаторы

которого закреплены мембраны, при toс общей шиной.