ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТРПАТ[НТВО"11ШГ!сплп Советский патент 1973 года по МПК H03H9/54 

1

Изобретение относится к компонентам радиоаппаратуры и может быть использовано, например, в системах электроакустики, автоматики и радиоэлектроники.

Известный пьезоэлектрический фильтр, содержащий поляризованный по толщине керамический диск с круглыми электродами, работает или на основной частоте радиальных колебаний диска или на ее первом обертоне, вследствие чего диапазон его рабочих частот ограничен снизу величинами порядка кгц.

Целью изобретения является .расширение диапазона рабочих частот в область более низких частот.

Это достигается тем, что керамический диск выполнен с секторным вырезом, а электроды на обеих сторонах диска разделены вдоль средней длины окружности диска.

На чертеже изображен предлагаемый пьезоэлектрический фильтр.

Он содержит поляризованный по толщине керамический диск J, выполненный € секторным вырезом, и круглые электроды 2, 3 и 4, 5 соответственно с верхней и нижней сторон диска. Электроды 2, 3 и 4, 5 разделены вдоль средней длины окружности диска.

Работа пьезоэлектрического фильтра основана на том, что при подаче входного напряжения на электроды 2, 4 или 3, 5 возбуждающее электрическое поле в один из полупериодов его изменения совпадает с направлением поляризации керамического диска / в области под входными электродами, а в другой полупериод - противоположно ему, что вызывает периодическую радиальную и тангенциальную деформацию расширения-сжатия области диска под входными электродами. При этом, в силу вышеуказанных особенностей выполнения фильтра, тангенциальная деформация внутренней или внешней области диска вызывает изгибную по грани деформацию всей конструкции: тангенциальное расширение, например, кольцевой области диска под электродами 3, 5 в силу упругой связи внешней и внутренней частей диска вызывает сжатие внутренней области диска под электродами 2, 4; в другой полупериод возбуждающего напряжения полярности деформаций меняют знак и в результате диск с секторным вырезом испытывает упругие изгибные колебания по грани.

Средняя часть пьезоэлектрического фильтра определяется выражением:

гг R-m

/с

.)

где /С/и - частотная постоянная изгибных по контуру колебаний, определяемая

плотностью и другими постоянными пьезоматериала,

R - радиус керамического диска, b - длйна дуги секторного выреза по

средней окружности диска, т - постоянный коэффициент, учитывающий влияние глубины радиального секторного выреза. при , где /о - глубина выреза,

при (,l,5R. lo

Как видно, средняя частота фильтра возрастает с уменьшением радиуса диска и длины душ секторного выреза, то-есть с увеличение м центрального угла выреза а, и понижается при увеличении глубины секторного выреза. При узком секторном вырезе (1-2 дуговых градуса), доходящем до центра диска, средняя частота фильтра, работающего на изгибных по грани колебаниях, почти в

6 раз ниже основной резонансной частоты радиальных колебаний тех же геометрических размеров.

Частотная характеристика фильтра имеет полюс затухания справа или слева от полосы пропускания в зависимости от выбора соответствующих электродов в качестве входных и выходных.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический фильтр, содержащий поляризованный по толщине керамический диск с круглыми электродами, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона рабочих частот в область более низких частот, упомянутый диск выполнен с секторным вырезом, а электроды на обеих сторонах диска разделены вдоль средней длины окружности диска.