Классификация, унификация и стандартизация резонаторов. Признаки классификации. Жесткость условий эксплуатации

пластины вышлифовывались фаски и зажим пластины осуществлялся по ребрам, образованным пересечением фасок. На рис.1.22 схематично показано устройство зажимного держателя. Резонаторы с таким креплением долгое время превосходили по своим показателям зарубежные КР с зазором, использовались до 60-х годов, уступив затем место резонаторам с прополочным креплением. Однако в последнее время интерес к зажимному креплению возобновился.

В современных ПР используют так называемое проволочное крепление ПЭ. Термин «проволочное крепление» следует считать несколько условным, так как наряду с проволочными применяют держатели в виде узких плоских или профилированных ленточек. На рис. 1.23 изображены варианты крепления ПЭ Проволочное крепление характеризуется тем, что детали крепления (проволочки или ленточки) жестко соединены с ПЭ посредством панки, приклеивания или каким-либо иным способом. Проволочные держатели в большинстве случаев используют также в качестве отводов, посредством которых осуществляется соединение электродов с выводами ПР.

Держатель является весьма ответственной частью резонатора, существенно определяющей многие электрические и эксплуатационные характеристики последнего. Влияние держателя на частоту и амплитуду колебаний ПЭ сложно и многообразно. Пьезоэлемент и держатель образуют связанную, достаточно сложную механическую колебательную систему, на частоту и амплитуду колебаний которой оказывают влияние детали держателя. Наиболее заметно на частоту резонатора влияют характеристики материала, связывающего ПЭ с держателем, волноводные свойства проволочных элементов держателя и его силовые воздействия на ПЭ. Поэтому механические, прежде всего упругие, характеристики материалов держателя должны быть стабильными и мало зависеть от температуры и времени.

Проволочные держатели являются хорошими механическими волноводами, по которым механические колебания ПЭ могут распространяться и бесполезно рассеиваться, увеличивая тем самым затухание. Влияние волноводных свойств проволочных держателей особенно заметно у низкочастотных ПР, пьезоэлементы которых не имеют пассивных зон колебаний. Уменьшить утечку колебаний по проволочным волноводам можно резким изменением их волнового сопротивления, чего можно достичь изменением их поперечного сечения. В этом случае в месте изменения волнового сопротивления происходит отражение упругой волны. Практически это реализуют, устанавливая на проволочных держателях детали в виде дисков или шариков, называемые отражателями. Упругая волна, достигая отражателя, возвращается к ПЭ. Имеет значение фаза отраженной волны. Нужно, чтобы фаза смещения отраженной волны совпадала с фазой смещений ПЭ. Это условие соблюдается при волновой длине проволочного держателя, равной четверти упругой волны, распространяющейся по проволочному держателю, или нечетному числу таких четвертей. Функции отражателей могут выполнять детали, к которым присоединяются прополочные держатели (стойки, консоли, выводы, стенки колбы). Важно, чтобы волновая длина держателей в этом случае удовлетворяла указанному выше условию. Поскольку присоединение проволочных держателей к ПЭ большей частью осуществляют мягким припоем в узловых точках смещений, в которых механические напряжения максимальны, материал припоя оказывается источником заметных потерь. Качество припоя существенно определяет не только добротность ПР, по и зависимость частоты и сопротивления о г температуры и времени.

Опасно старение припоя, характеризующееся ростом зерен и ухудшением прочностных характеристик. Температурные характеристики сопротивления кварцевых резонаторов, проволочный держатели которых припаяны к ПЭ припоями, содержащими в своем составе свинец, резко увеличиваются с повышением температуры, в то время как у резонаторов, для монтажа которых был использован припой, не содержащий свинец, температурные изменения сопротивления оказываются в несколько раз меньше.

На частоту ПЭ оказывает влияние также силовое воздействие держателя, в частности проволочное крепление. После монтажа ПЭ независимо от способа соединения его с проволочными держателями в системе держатель — пьезоэлемент возникают механические напряжения, которые могут изменяться от разного рода внешних механических и температурных воздействий, а также с течением времени. Эти внутренние механические напряжения в системе держатель— пьезоэлемент могут быть причиной изменений частоты резонаторов. Силовые влияния на частоту резонаторов можно уменьшить выбором мест крепления держателей к ПЭ, поскольку силовые изменения частоты существенно зависят от направления действия сил относительно кристаллографических направлений ПЭ. Необходимо, чтобы упругие и другие механические характеристики