含部分电极AT切石英圆板谐振器的二维理论分析

发布时间：2021-04-12 18:51

　　石英晶体谐振器是利用石英晶体的压电效应制成的一种声波器件,被广泛应用于通讯、传感等领域。随着现代电子通信设备向小型化、高频化以及低功率化发展,人们对石英晶体谐振器性能的要求也越来越高,因此有必要进一步对其振动特性进行研究,包括谐振频率和振动模态等。本文主要研究圆形AT切石英晶体谐振器厚度剪切模态的振动问题,并且分别考虑上下表面电极为圆形或环形的情况。本文主要通过理论计算和有限元仿真两种方法来分析圆形AT切石英晶体谐振器的厚度剪切振动。在理论计算中,本文基于Tiersten推导的二维标量微分方程,通过坐标变换和变量分离等方法得到马丢方程和修正马丢方程,从而根据马丢函数和修正马丢函数构造相应的位移解,进一步通过配点法处理边界条件,最终得到石英谐振器各阶厚度剪切模态的谐振频率及其相应的振动模态。对于有限元仿真,本文通过有限元软件COMSOL的PDE模块,同样基于二维标量微分方程,对石英晶体谐振器进行仿真分析,得到其各阶厚度剪切模态的谐振频率及振型。从两种方法得到的振型分布可以看出圆形AT切石英晶体谐振器的厚度剪切振动基本集中于电极区域,这种现象被称为能陷现象。通过对比可以发现有限元仿真的结果... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

石英晶体

图 2.2 石英晶体坐标轴示意图都是不同的。当在石英晶体的位移对应的电场或电势，这个会对应地出现机械位移，这个，石英晶体可以被制作成为如关于石英晶体谐振器的理论分料，因而随着加工时切割角度得到的石英晶体为不同切型的种表示方法：IRE 规定的符号切型是影响石英晶体谐振器工单旋切和双旋切。所谓单旋切度再进行切割，这样就可以得

机械轴则会对应地出现机械位移，这个现象被称为逆压电效力电耦合的性质，石英晶体可以被制作成为如谐振器之类的各种机电耦合的性质使关于石英晶体谐振器的理论分析具有一定复杂性。的切型一种各项异性材料，因而随着加工时切割角度的不同，得到的石英同的。不同切角得到的石英晶体为不同切型的石英晶体，不同切型的切型符号有两种表示方法：IRE 规定的符号表示法和习惯符号表惯符号表示法。切型是影响石英晶体谐振器工作性能的一个重要的要有两种切型：单旋切和双旋切。所谓单旋切就是围绕原石英晶体，旋转不同的角度再进行切割，这样就可以得到不同的切型。一般有：AT 切、CT 切、ET 切与 ST 切等等。类似地，双旋切即是在原先围绕其中一个坐标轴旋转一个角度，然后再围绕另一个坐标轴旋双旋切型。双旋切型的石英晶体发现比较晚，关于它的研究也不是是 SC 切。各种切型示意图如图 1.3。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用函数级数展开法求解马丢方程[J]. 杨小明,冯芒.  太原理工大学学报. 1999(06)

博士论文
[1]石英晶体谐振器的振动模态分析及环境电磁场影响研究[D]. 李辉.西南交通大学 2013



本文编号：3133801