2.8 GHz薄膜体声波谐振器的研究

通过采用微机电系统(MEMS)和微声电子方法,研究了硅基片上横膈膜结构薄膜体声波谐振器(FBAR).器件的串联谐振频率f_s＝2.75 GHz,并联谐振频率f_p＝2.8 GHz,插入损耗IL=-3.7 dB,并联谐振频率品质因子Q_p=260,有效机电耦合系数K_(eff)~2=4.5%.     

基于压电换能器的液滴驱动模型研究

基于智能车辆视觉传感器表面除水的需求,该文提出了一种利用压电换能器激励兰姆波以驱动液滴运动的装置,并建立了压电振子和弹性体平板的二维有限元模型。首先运用COMSOL Multiphysics仿真软件对自由边界条件下的压电振子进行频率分析,得到前4阶特征模态,第2阶模态具有最大的结构相对位移,其特征频率为谐振频率;然后对压电振子所激励的兰姆波在平板中的传播特性进行了分析。结果表明,兰姆波在板中出现明显的频散特性,并通过改变压电振子间隔激励A₀模态占主导的兰姆波,以提高液滴驱动效果。通过实验验证了兰姆波驱动液滴模型的可行性。     

压电式微固体模态陀螺谐振频率自动跟踪电路

压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率合成器(DDS)产生频率精确可调的激励电压,驱动陀螺振子振动。检测谐振点对应的激励电压和感应信号间的相位差,作为反馈信号调节激励电压频率。实验结果表明,当相位差锁定区域处在98.48°~100.27°时,振子感应电极输出信号最大,振子处于谐振状态,实现了振子谐振频率的跟踪锁定。该系统可用于以谐振器为核心器件的振子工作模态锁定与跟踪。     

频率和相位闪烁效应及频率源中的白频率和白相位起伏

引言信号发生器的频率稳定度可用Y(t)的单边带频谱密度表征。Y(t)是信号发生器标称频率信号输出电压V(t)的相对频率偏移。因此假定 V(t)=[V_0 ε(t)]Sin[2πv_0 φ(t)] (1) Y(t)=φ(t)/2πv_0 (2) S_y(f)=(1/2πv_0)~2S_φ(f) (3) S_y(f)=(1/v_0)~2f~2S_φ(f) (4)虽然S_y(f)是频率源的频率稳定度的基本定义,也是频率和时间技术委员会频率稳定度IEEE分会所推荐的定义,而采用射     

压电振子和水声谐振腔的耦合

对自由压电陶瓷片,组合电声换能器.600W的超声清洗器.1200W的超声发生器的振动模式频率进行了测量及互相比较.在由一对瓷片和其它金属部分构成的组合振子中.轴向模从398kHz下降至31.6kHz.从而低于径向模的谐振频率41.9kHz.在由27个组合振子构成的阵列中.居间频率范围内出现一个轴向和径向的强烈耦合模.超声清洗器水槽中深h的水是一个水声谐振腔,压电振子的谐振条件为h=(2n+1)λ/4.     

基于Ansys的0-3型压电振子的有限元分析

0-3型压电复合材料以其柔软性,易加工成型和制备工艺简单等优点,具有广泛的应用前景.该文利用0-3型压电复合材料作为压电悬臂梁压电振子的压电体,利用Ansys软件对振子做有限元分析,包括静态和模态分析,得出压电振子各参数对其发电能力及谐振频率的影响:振子发电能力与外力及振子的长度成正比,与振子宽度成反比,存在最佳长度比和厚度比;振子的固有频率与长度及质量块的质量成反比,宽度对固有频率的影响较小.这些数据为压电悬臂梁的结构参数提供设计依据.     

一种直角螺旋悬臂梁结构的压电能量收集器

提出了一种2π弧度的直角螺旋悬臂梁结构的压电能量收集器。该设计一方面可以降低谐振频率,另一方面可以提高单位体积的能量收集效率。悬臂梁整体结构厚度为2 mm,宽度为6 mm,整体尺寸大小为22 mm×26 mm。当施加的激励为0.1g加速度时,仿真输出电压为1.95 V,测量输出电压为1.8 V,相对电压误差为7.7%;仿真谐振频率为269 Hz,测量谐振频率为265 Hz,相对频率误差为1.5%;理论输出功率为7.04μW,测试输出功率最大为5.79μW,相对功率误差为17.8%。该压电能量收集器适用于便携式微电子系统。     

低频窄带压电陶瓷滤波器材料的研究

采用传统的压电陶瓷制备方法,研究锆钛比(r(Zr/Ti)、掺杂、烧成工艺对低频窄带Pb(Zn1/3Nb2/3)x(Sn1/3Nb2/3)yTiAZrBO3四元系压电陶瓷性能的影响,并研究压电振子的杂波抑制方法。结果表明,r(Zr/Ti)为0.71,w(MnO2)=0.5%时,材料的性能达到最佳:机械品质因数Qm=2 600,机电耦合系数k15=0.43,频率温度系数τf=29×10-6/℃;倒去振子两对角的棱角,可以有效地抑制低频厚度切变振动模式的杂波。     

彩电用晶体的检修

<正> 石英晶体是一种高稳定的谐振元件,其品质因素Q值可达几万以上,有很高的选频功能。它在彩色电视机中得到应用,如在彩色副载波恢复电路中,用以产生4.43MHz的副载波;在扫描振荡电路中,用以产生500kHz的振荡信号;在遥控系统中用以产生4MHz的时钟振荡信号。 石英晶体的电路符号、等效电路以及电抗曲线如图所示。由图可见,它具有两个谐振频率。一个是串联谐振频率:fs=1/2π(L_gC_g)~(1/2),另一个是并联谐振频率:fp=1/     

一种圆弧螺旋压电能量收集器

为了降低谐振频率,实现多方向收集和提高输出性能,提出了一种4π圆弧螺旋压电能量收集器。通过分析器件尺寸与输出性能之间的关系来提高器件性能,将优化后的模型进行COMSOL仿真,分析振动位移、应力以及谐振频率。相对于2π圆弧螺旋压电能量收集器,4π圆弧螺旋压电能量收集器具有更低的谐振频率和更高的输出电压。4π圆弧螺旋压电能量收集器的谐振频率为48 Hz,输出电压达到12.3 V,输出功率达到400μW。     

用于挠性驱动的短筒型压电振子研究

面内模态压电振子是压电驱动的一个重要分支,小型的面内模态压电振子研究较少。为了拓宽面内弯曲压电振子的应用,提出了一种短筒型压电振子,可用于挠性驱动。利用ANSYS有限元软件确立了压电振子的结构尺寸、工作模态及固有频率。振子外径SymbolFC@30 mm,高度12 mm,且外圈均布36个2 mm高的齿形结构,用于放大振幅。结果表明,该结构能够很好地激发出两同频正交三阶面内弯曲工作模态。实验测得振子在B_(03)工作模态下具有同频正交性且谐振频率为27 140 Hz,与仿真结果吻合。通过实验验证了压电振子用于挠性驱动的可行性。     

激光陀螺用压电陶瓷材料的制备与研究

通过文献调研设计了压电陶瓷配方,使用传统固相法制备目标压电陶瓷以达到大应变要求,以应用于激光陀螺激光稳频器中,通过r(Zr)/r(Ti)系列实验可得r(Zr)/r(Ti)=46/54组成在1 180℃烧结时获得最佳的压电介电性能,即压电常数d33≈640pC/N,弹性刚度系数cE11=60.61GPa,相对介电常数εT33/ε0≈3 300,介电损耗tanδ≈1.85%,机电耦合系数kp=0.655,居里温度TC=272℃。X线衍射(XRD)分析确认相界组成为r(Zr)/r(Ti)=46/54,扫描电镜(SEM)表明烧结温度对陶瓷晶粒尺寸有显著影响,在1 180~1 200℃之间晶粒尺寸显著增大。     

质子轰击的锑化铟n-p结光伏探测器

本文介绍了用质子轰击产生 n-型层来制备锑化铟 n-P 结光伏探测器的方法。在77°K 时,直径为20密耳的二极管具有几十万欧姆的零偏压电阻。这些二极管在4.9微米时的典型峰值探测度在2π,300°K 背景条件下大于3×10~(10)厘米赫~(1/2)/瓦,所观察到的最大值是10~(11)厘米赫~(1/2)/瓦。已观察到接近35％的二极管量子效率。     

Q值稳定的单级放大器滤波器

本文说明两种Q值可变的带通滤波器,两者都使用一个单级固定增益的放大器,和少量无源元件;并都具有高稳定的Q值和谐振频率。为评价其性能和灵敏度,说明了电路的数学推导和测试结果。数学推导对于二阶带通滤波器,电压传输画数的一般表示式为: H(S)=e_o(s)/e_i(s)=K_o(ω_o/Q)S/(S~2+(ω_o/Q)S+ω_o~2)式中 K_o=谐振点的电压增益ω_o=谐振频率(弧度/秒) Q=谐振频率与-3分贝带宽之比(ω_o/BW) 图1和2所示电路中,列有上述常数与R,C和放大器增益K的函数关系式。放大器增益是由反馈电阻R_1和R_2决定的,即R_2=(K-1)R_1。由于增益取决于Q值,所以     

国外简讯

声表面波谐振器 这种谐振器使用温度特性优良的112°Y-LiTaO_3压电基片。作为磁带录象机、视频园盘等的射频调制器用振子,NTSC·US系统的F1382和F1383两种器件已实现了商品化。F1382的频率是61.25/67.25兆赫,谐振损耗是:r_1——6.0分贝、r_2——5.0分贝,F1383的频率是77.25/83.25兆赫,谐振损耗是:r_1——4.0分贝、r_2——3.0分贝。 声表面波谐振器代替了以前用石英、LC等制成的射频调制器用振子。其优点是无调整、可直接振荡、2个信道可装入1个     

基于PZFlex的1-3压电复合材料横向振动模仿真

1-3型压电复合材料具有高机电耦合系数和低声阻抗,适用于制作水声和医疗超声换能器,但是1-3型压电复合材料的横向振动模会降低换能器的性能,限制换能器的小型化和高频化。该文设计了一组具有矩形压电陶瓷柱的1-3型压电复合材料,复合材料的厚度为0.32 mm,陶瓷柱宽度为0.08 mm,长度为0.10~0.25 mm,刀缝宽度为0.05 mm。利用有限元软件PZFlex进行了建模计算,仿真结果表明,复合材料的厚度谐振频率和反谐振频率分别为4.5 MHz、6 MHz,随着陶瓷柱长度的增大,横向谐振频率逐渐向低频处移动,当陶瓷柱长度和高度比值大于0.69时,横向谐振和厚度谐振发生模式耦合。该文基于复合材料设计了换能器,利用PiezoCAD软件计算得到换能器的中心频率为4.7 MHz。     

陶瓷滤波器带宽系列化的研究

仅用一种压电陶瓷材料,通过压缩和展宽压电陶瓷谐振器的谐振频率间隔,采用多种电路结构,压电陶瓷滤波器3dB相对带宽已达到0.8—33.6%的范围.     

层叠复合材料宽带换能器设计

利用多模耦合原理,将两片不同厚度的1-3型复合材料叠堆,制作宽带压电振子。用串并联理论与等效参数理论,计算不同厚度复合材料的谐振频率,得出构成层叠压电振子的两片复合材料的谐振频率差,并通过实验加以验证。结果显示,实验值与计算值吻合较好。将上述压电振子灌封,制作水声换能器并进行测试。结果表明,四只换能器的–3 d B带宽最大可达80 k Hz,最大发送电压响应均在163 d B以上。     

用双迹示波器测量压电晶体的谐振频率

这里向大家介绍一种用双迹示波器测量压电晶体谐振频率的方法。这种方法和阻抗——电压法相比,优点是测试准确,既可测串联谐振频率,又可测并联谐振频率。压电晶体的等效电路如图1所示。其中 C_0为静态电容,L_1、C_1、r 代表压电晶体的动态参数。此等效电路的阻抗——频率特性如图2所示。从图中可看出,压电晶体     

SiO2对低温烧结PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了低温烧结时SiO2掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(PMSZT)压电陶瓷性能的影响,通过X-射线衍射及扫描电镜分析Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 w(SiO2)(w=0.05%~0.30%,质量分数)陶瓷的相组成和显微结构。结果表明,合成温度900℃时,可得到钙钛矿结构。w(SiO2)不同时PMSZT试样均为四方相和三方相共存,随着w(SiO2)的增加,三方相在准同型相界中的比例略有增加。当w(SiO2)=0.10%时,得到电性能优良的压电陶瓷,相对介电常数3Tε3/0ε=1 290,介质损耗tanδ=0.4%,压电常数d33=264 pC/N,机电耦合系数kp=0.59,机械品质因数Qm=3 113。SiO2的加入使PMSZT陶瓷的居里温度降低,谐振频率随温度的变化几乎都是正。