-
41 parameters of piezoelectric resonators
2.2.18 параметры пьезоэлектрических резонаторов (parameters of piezoelectric resonators): Основные параметры C1, L1, R1 и С0 определяют эквивалентную электрическую схему, приведенную на рисунке 1, и все другие параметры можно определять с их помощью. На установленной частоте параметры эквивалентной электрической схемы обычно приближаются к постоянным значениям, поскольку амплитуда колебаний приближается к нулю.
Амплитуда, которая может быть допущена перед тем, как она существенно повлияет на параметры, очень зависит от типа резонатора, и ее можно определять только экспериментально.
Формула для импеданса Z или полной проводимости Y
(1)
эквивалентная электрическая схема пьезоэлектрического резонатора является основной формулой, представляющей взаимоотношения между разными параметрами.
В формуле (1)
и δ = 2πfC0R1
являются нормализованным коэффициентом частоты и нормализованным коэффициентом демпфирования соответственно. Определения для fpи fsи других обозначений, используемых в формуле (1), и для других основных параметров приведены в таблице 1. Характерные частоты из формулы (1) определены в таблице 2.
Таблица 2 - Решения для разных характеристических частот
Характеристические частоты
Определение
Условие
Соответствующее уравнение для частоты
fm
Частота максимальной проводимости (минимального модуля импеданса)
(Ω2 + δ2)2 - 2δ2(Ω + r) - 2Ωr(1 - Ω) - Ω2 = 0
fs
Частота динамического (последовательного) резонанса
Х1 = 0
Ω = 0
fr
Резонансная частота
хe = вp = 0
Ω(1 - Ω) - δ2 = 0
fa
Антирезонансная частота
хe = вp = 0
Ω (1 - Ω) - δ2 = 0
fp
Частота параллельного резонанса (без потерь)
|хe| = ∞
для R1 = 0
Ω = 1
fn
Частота при минимальной проводимости (максимальном модуле импеданса)
(Ω2 + δ2)2 - 2δ2(Ω + R)- 2Ωr(1 - Ω) - Ω2 = 0
Значение импеданса эквивалентной электрической схемы (|Z|), его активная составляющая Re, его реактивная составляющая Хеи реактивное сопротивление Х1 ветви L1, C1, R1нанесены на рисунке 2 в виде зависимости от частоты для определения разных характерных частот. |Zm| и |Zn| обозначают минимальный и максимальный импеданс соответственно и Rr, Ra при нулевом фазовом угле. Эти кривые, однако, имеют только качественный характер и не представляют конкретный пьезоэлектрический резонатор.
Рисунок 2 - Зависимость импеданса |Z|,активного сопротивления Re,реактивного сопротивления Хе, сопротивления последовательной ветви Х1 пьезоэлектрического резонатора от частоты
Для более подробного объяснения на рисунке 3 представлены окружности импеданса и проводимости пьезоэлектрического резонатора. Однако представление в виде окружности импеданса или проводимости пьезоэлектрического резонатора действительно только, если диаметр окружности велик по сравнению с изменением 2πfС0 в диапазоне резонанса или если r << Q2, что выполняется в большинстве резонаторов. Если последние условия не выполняются, кривая проводимости имеет вид циссоиды. Далее предполагается, что импеданс (или проводимость) резонатора можно представить в виде окружности. В таблице 3 приведены данные по Q, r и Q2/r для разных типов резонаторов, показывая, что это предположение справедливо для всех практических случаев.
Рисунок 3 - Диаграмма импеданса и полной проводимости пьезоэлектрического резонатора
Таблица 3 - Предположительные минимальные значения Q/r для различных типов пьезоэлектрических резонаторов
Тип пьезоэлектрического резонатора
Q = Mr
r
Q2/rmin
Пьезоэлектрическая керамика
90 - 500
2 - 40
200
Водорастворимые пьезоэлектрические кристаллы
200 - 50000
3 - 500
80
Кварц
104 - 107
100 - 50000
2000
Для получения практических уравнений для обычного использования необходимо сделать предположения. Погрешность этих предположений в сумме с инструментальной погрешностью управляет общей погрешностью определенных экспериментально параметров.
В качестве первого приближения, достаточного для многих практических случаев, можно сделать следующие предположения
fm = fr = fsи fa = fn = fр.
Более точные соотношения между характерными частотами fm, fr, fa, fр, fnи частотой последовательного fsрезонанса резонатора, действительные для добротности М > 10 и коэффициента емкости r > 10, приведены в таблице 4. Эти соотношения получены при предположении, что М >>1.
Различие между частотами параллельного и последовательного резонансов определяют по уравнению
(2)
Для больших значений г можно использовать приближение, выраженное формулой
(3)
(например, при r > 25 ошибка составляет менее 1 %).
Источник: ГОСТ Р МЭК 60122-1-2009: Резонаторы оцениваемого качества кварцевые. Часть 1. Общие технические условия оригинал документа
Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > parameters of piezoelectric resonators
См. также в других словарях:
Теорема Тейлора — Экспоненциальная функция y = ex (сплошная красная линия) и соответствующий многочлен Тейлора четвёртого порядка (штрих пунктирная зелёная линия) вблизи начала координат … Википедия
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ — часть математики, в к рой функции и их обобщения изучаются методом пределов. Понятие предела тесно связано с понятием бесконечно малой величины, поэтому можно также сказать, что М. а. изучает функции и их обобщения методом бесконечно малых.… … Математическая энциклопедия
Аналого-цифровой преобразователь — Четырёхканальный аналого цифровой преобразователь Аналого цифровой преобразователь[1][2] … Википедия
Непрерывная дробь — Цепная дробь (или непрерывная дробь) это математическое выражение вида где a0 есть целое число и все остальные an натуральные числа (положительные целые). Любое вещественное число можно представить в виде цепной дроби (конечной или… … Википедия
АЦП — Четырёхканальный аналого цифровой преобразователь Аналого цифровой преобразователь (АЦП, ADC) устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (DAC)… … Википедия
Цифро-аналоговое преобразование — Четырёхканальный аналого цифровой преобразователь Аналого цифровой преобразователь (АЦП, ADC) устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (DAC)… … Википедия
Политическая ситуация в России в 1917—1918 годах — Смена власти в России в 1917 1918 годах … Википедия
Измерение — операция, посредством которой определяется отношение одной (измеряемой) величины к другой однородной величине (принимаемой за единицу); число, выражающее такое отношение, называется численным значением измеряемой величины. И.… … Большая советская энциклопедия
ГОСТ Р 52210-2004: Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 52210 2004: Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения оригинал документа: 90 (телевизионный) демультиплексор: Устройство, предназначенное для разделения объединенных потоков данных цифрового телевизионного… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ТОЧНОСТЬ — степень приближения истинного значения рассматриваемых параметров изделия, вещества, системы или процесса к истинному или теоретическому номинальному значению. Различают следующие виды Т.: а) воспроизведения информации мера качества передачи… … Большая политехническая энциклопедия
Постоянная Апери — Иррациональные числа γ ζ(3) √2 √3 √5 φ α e π δ Постоянная Апери (англ. Apéry s constant) в математике это вещественное число, обозначаемое ζ(3) (иногда ζ3), которое ра … Википедия