石英晶體諧振器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種聲波器件,被廣泛應(yīng)用于通訊、傳感等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電子通信設(shè)備向小型化、高頻化以及低功率化發(fā)展,人們對(duì)石英晶體諧振器性能的要求也越來越高,因此有必要進(jìn)一步對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行研究,包括諧振頻率和振動(dòng)模態(tài)等。本文主要研究圓形AT切石英晶體諧振器厚度剪切模態(tài)的振動(dòng)問題,并且分別考慮上下表面電極為圓形或環(huán)形的情況。本文主要通過理論計(jì)算和有限元仿真兩種方法來分析圓形AT切石英晶體諧振器的厚度剪切振動(dòng)。在理論計(jì)算中,本文基于Tiersten推導(dǎo)的二維標(biāo)量微分方程,通過坐標(biāo)變換和變量分離等方法得到馬丟方程和修正馬丟方程,從而根據(jù)馬丟函數(shù)和修正馬丟函數(shù)構(gòu)造相應(yīng)的位移解,進(jìn)一步通過配點(diǎn)法處理邊界條件,最終得到石英諧振器各階厚度剪切模態(tài)的諧振頻率及其相應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)。對(duì)于有限元仿真,本文通過有限元軟件COMSOL的PDE模塊,同樣基于二維標(biāo)量微分方程,對(duì)石英晶體諧振器進(jìn)行仿真分析,得到其各階厚度剪切模態(tài)的諧振頻率及振型。從兩種方法得到的振型分布可以看出圓形AT切石英晶體諧振器的厚度剪切振動(dòng)基本集中于電極區(qū)域,這種現(xiàn)象被稱為能陷現(xiàn)象。通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)有限元仿真的結(jié)果... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

石英晶體

圖 2.2 石英晶體坐標(biāo)軸示意圖都是不同的。當(dāng)在石英晶體的位移對(duì)應(yīng)的電場或電勢，這個(gè)會(huì)對(duì)應(yīng)地出現(xiàn)機(jī)械位移，這個(gè)，石英晶體可以被制作成為如關(guān)于石英晶體諧振器的理論分料，因而隨著加工時(shí)切割角度得到的石英晶體為不同切型的種表示方法：IRE 規(guī)定的符號(hào)切型是影響石英晶體諧振器工單旋切和雙旋切。所謂單旋切度再進(jìn)行切割，這樣就可以得

機(jī)械軸則會(huì)對(duì)應(yīng)地出現(xiàn)機(jī)械位移，這個(gè)現(xiàn)象被稱為逆壓電效力電耦合的性質(zhì)，石英晶體可以被制作成為如諧振器之類的各種機(jī)電耦合的性質(zhì)使關(guān)于石英晶體諧振器的理論分析具有一定復(fù)雜性。的切型一種各項(xiàng)異性材料，因而隨著加工時(shí)切割角度的不同，得到的石英同的。不同切角得到的石英晶體為不同切型的石英晶體，不同切型的切型符號(hào)有兩種表示方法：IRE 規(guī)定的符號(hào)表示法和習(xí)慣符號(hào)表慣符號(hào)表示法。切型是影響石英晶體諧振器工作性能的一個(gè)重要的要有兩種切型：單旋切和雙旋切。所謂單旋切就是圍繞原石英晶體，旋轉(zhuǎn)不同的角度再進(jìn)行切割，這樣就可以得到不同的切型。一般有：AT 切、CT 切、ET 切與 ST 切等等。類似地，雙旋切即是在原先圍繞其中一個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后再圍繞另一個(gè)坐標(biāo)軸旋雙旋切型。雙旋切型的石英晶體發(fā)現(xiàn)比較晚，關(guān)于它的研究也不是是 SC 切。各種切型示意圖如圖 1.3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用函數(shù)級(jí)數(shù)展開法求解馬丟方程[J]. 楊小明,馮芒.  太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(06)

博士論文
[1]石英晶體諧振器的振動(dòng)模態(tài)分析及環(huán)境電磁場影響研究[D]. 李輝.西南交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3133801