СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ ЧАСТОТЫ ПЬЕЗОРЕЗОНАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Советский патент 1950 года по МПК H03H3/04 

В современной технике широко используются электрические полосовые фильтры с кристаллическими элементами. Последние позволяют изготовлять фильтры с характеристиками затухания, наиболее приближающимися к идеальному виду. Наибольшее практическое использование в таких фильтрах получили кристаллические элементы (пьезоэлектрические резонаторы) из кристаллов природного кварца. Однако, пьезоэлектрические свойства кварца допускают осуществления фильтров с относительно узкой полосой пропускания.

В последнее время исследованы кристаллы виннокислого калия и виннокислого этилендиамина, позволяющие путем надлежащего выбора ориентировки кристаллической пластинки изготовлять резонаторы с малым температурным коэффициентом частоты и широким резонансным промежутком (расстояние между частотами последовательного и параллельного резонансов, определяющее ширину полосы пропускания кристаллического фильтра). Однако, большая чувствительность этих кристаллов к действию влаги чрезвычайно затрудняет практическое изготовление резонатора с точно заданными значениями частоты.

Практика показала, что обычные приемы, используемые для подгонки частоты кварцевых резонаторов, оказались непригодными для резонаторов из виннокислого калия или этилендиамина.

Как кварцевые резонаторы, так и резонаторы из других кристаллов, обычно заключают в стеклянные или металлические баллоны, из которых откачивают воздух. Это необходимо для защиты их от внешних воздействий и повышения добротности. Для кварца, на который влажность воздуха не оказывает заметного влияния, удается заранее рассчитать частоту резонатора и учесть ее изменения, получающиеся после монтажа в баллоне и откачки воздуха. Для резонаторов из виннокислых солей вследствие влияния влажности воздуха рассчитать частоту резонатора и точно учесть ее изменения, получающиеся при монтаже и откачке, не удается, и это крайне затрудняет изготовление резонаторов с точно заданными значениями частоты.

Предметом настоящего изобретения является способ точной подгонки частоты пьезорезонаторов при помощи катодного распыления и переноса металла со специального дополнительного электрода.

Предлагаемая конструкция пьезоэлектрического резонатора, позволяет многократно, производить изменения частоты в небольших пределах как в сторону ее повышения, так и в обратную сторону, после монтажа резонатора в баллон и откачки воздуха. Эта конструкция пригодна для резонаторов изготавливаемых из любого кристаллического материала, однако, особую ценность она приобретает в случае использования указанных выше кристаллов виннокислого калия и виннокислого этилендиамина.

Особенность предлагаемой конструкции пьезорезонатора (см. чертеж) состоит в том, что в эвакуированном баллоне 1 монтируется один или несколько дополнительных электродов 4, расположенных против обкладок 3, нанесенных на поверхность пьезорезонатора 2.

Прикладывая высокое электрическое напряжение (порядка нескольких тысяч вольт), между обкладками 3, являющимися электродами резонатора 2, и дополнительным электродом 4, можно осуществлять перенос частиц металла на поверхность резонатора, или удалять с его поверхности частицы металла. Направление переноса частиц металла определяется, направлением электрического поля между электродами. Происходящее в результате этого изменение массы резонатора вызывает изменение частоты его собственных колебаний.

Материал дополнительного электрода выбирается таким, чтобы процесс переноса частиц («распыление») происходил быстро и легко. Этому условию лучше всего удовлетворяют кадмий, серебро и некоторые другие металлы.

Чтобы устранить попадание частиц распыляемого металла на узкие грани пьезорезонатора, что может повлечь за собой ухудшение его добротности, целесообразно пространство между электродами ограничивать при помощи перегородки из непроводящего материала (слюды, стекла).

1. Способ регулировки частоты пьезорезонатора, помещенного в баллон с откаченным воздухом, путем нанесения на обкладки резонатора или удаления с них металла, отличающийся тем, что нанесение или удаление металла производят путем катодного распыления.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что перед обкладкой (или обкладками) пьезорезонатора помещен дополнительный электрод (или электроды) с распыляемым металлом.