AT切石英谐振器频率温度系数的研究

分析了AT切石英谐振器的频率温度系数与晶体弹性模量、密度、尺寸及环境因素间的关系.引进了1~3阶频率温度系数的修正系数,解释了频率温度系数的变化问题.结果表明,对切角及环境因素进行控制,可使石英晶体谐振器的频率–温度特性满足工程的需要.

T型硅微悬臂梁频率温度系数的测试研究

为了获得T型单晶硅微悬臂梁的固有频率温度系数,首先从理论上分析了T型微悬臂梁的固有频率随温度的变化规律,并建立了其固有频率的温度系数模型。随后搭建了带有高温环境加载功能的MEMS微结构动态特性测试系统,采用OFV534激光多普勒测振仪获取微结构的振动响应,采用基于压电陶瓷的底座激励方法实现对微结构的激励,在激励装置中采用了一个可动机构,解决了压电陶瓷在高温环境下使用的难题。最后,使用带有高温环境加载功能的MEMS微结构动态特性测试系统,测试了一种典型T型单晶硅微结构的动态特性,测试温度范围为室温~300℃,得到硅微悬臂梁的固有频率温度系数约为-2.71×10-5/℃,与理论分析的结果具有很好的一致性。

弹光晶体频率温度系数对弹光调制系统的影响

分析了(xyt)φ1切型长度伸缩振动模式下硒化锌晶体谐振器的频率温度特性。推导了温度与硒化锌晶体的密度、杨氏模量和膨胀等材料性质的关系,计算了硒化锌晶体的频率温度系数。结果表明,相对于硒化锌的一级频率温度系数而言,硒化锌的高级频率温度系数可以忽略。弹光调制系统工作时所产生的热量会引起温度变化,从而导致谐振频率改变。当弹光调制系统工作在50kHz的谐振频率位置时,硒化锌晶体温度每改变1℃,晶体本征频率改变2.5Hz,相对于弹光调制系统16Hz的谐振半峰宽而言,该频率温度漂移不可忽略。

铌酸锂和钽酸锂的频率温度系数研究

铌酸锂(LN)和钽酸锂(LT)具有弹光及电光效应,可用于压电振子、压电换能器及压电驱动器,而这些器件受切角对频率温度系数影响大。该文主要研究了一级频率温度系数分别随绕x轴和z轴旋转切角θ1和θ3的变化,且画出了各个切型下,一级频率温度系数随切角变化的曲线图,从而确定了LT晶体的零温度切角和LN的近似零温度切角,对由LT和LN制成的晶体器件的切角选择具有指导意义。

介质谐振器介电参数频响特性及频率温度系数的测量

本文讨论了微波介质谐振器介电参数频响特性和频率温度系数的测试方法、测试装置和测试系统。用Q值较高的TE0mn模作为测试介电参数的工作模式 ,取不同下标m和n的TE0mn模式进行测量 ,以获得介电参数的频响特性。为克服常规测试方法因耦合方式不当激励起杂模干扰高次TE0mn 模测试的问题 ,提出了新的耦合方式 ,研制了测试装置。同时 ,还研制了结构巧妙的频率温度系数测试装置。实测表明 ,该测试方法、测试装置和测试系统能对介电参数频响特性及频率温度系数进行快速、准确、可靠、无损伤和批量的自动测试。

零声表面波频率温度系数方向的硅酸镓镧晶体生长

采用提拉法生长了高质量、大尺寸、结构完整的声表面波零温度系数切向LGS晶体。XRD图谱显示,生长的晶体为单一相LGS晶体,晶格常数为a=0.816274 nm,c=0.509253 nm,密度为5.7463 g/cm3。压电常数、介电常数、热膨胀性能等与传统方向生长的晶体一致。用此方向生长的LGS晶体制作声表面波频率温度性能优化的切片,只需要垂直生长方向进行切割,可以大大简化晶体的加工工艺、提高LGS晶体的利用率,节省材料成本。

室温以下对流对频率温度系数的影响

本文研究了室温以下降温过程中由于冷空气向下流动对试样扭振频率温度系数的影响。用分度值为0.1mg的精密天平,测量了Fe-Ni-Cr-Ti低扭振频率温度系数恒弹性合金在降温过程中,试样在天平上显示值的变化。表明试样在冷却过程中,在天平上的显示值产生附加增加(天平附加显示值△m)。它主要是由于空气被冷却后密度增加,冷空气向下流动对试样作用一个向下的力所引起,试样结霜对其影响不大。试样在天平上的附加显示值△m,使试样共振周期产生附加增加,从而使频率温度系数值或者偏大或者偏小,都不能代表材料的本身性能。在测试条件固定的条件下,取决于振动模式,试样制备工艺(主要是冷变形和时效),△m对频率温度系数影响不同。

基于重掺杂的谐振式传感器频率温度系数补偿研究

MEMS谐振式传感器具有精度高、准数字输出、抗干扰能力强等特点,高精度压力传感器、应力传感器等多采用谐振式工作原理。频率温度系数补偿是实现高精度谐振式传感器的关键技术。通过实验研究了利用重掺杂改善硅频率温度系数的技术。实验表明:P型掺杂浓度达到7×1019/cm3时,〈110〉晶向频率温度系数降低到-11.68×10-6/K;N型掺杂浓度达到6×1019/cm3时,〈100〉晶向谐振频率是温度的二次函数,在80℃左右频率温度系数有过零点。首次实验演示了利用低功耗加热控制结合N型重掺杂,当环境温度由30℃变化到40℃时,谐振频率温度漂移仅为1.13×10-7/℃。利用该技术可实现超高温度稳定性的谐振式传感器。

微波介质材料谐振频率温度系数调控的研究现状与展望

无线通信技术的发展离不开微波介质材料。温度稳定性是微波元器件的主要性能参数之一,近零的谐振频率温度系数(τf)可以减少中心谐振频率的漂移。众多国内外学者已经从固溶、复合、叠层等手段对谐振频率温度系数进行了深入研究。本文重点从谐振频率温度系数的调控手段方面,介绍了氧八面体倾斜/畸变、键价等相关理论,分别综述了国内外学者在谐振频率温度系数调控领域的研究进展,对各调控方法的特点进行了详细阐述,最后展望了近零谐振频率温度系数相关研究的发展方向和开放性课题。

介质加载谐振腔滤波器的频率温度系数设计

通过采用移动通信基站双工器频率温度系数(FTC)的测量方法和得到的实验数据,来设计介质加载谐振腔滤波器,包括介质材料的选择和微调机构的设计。实验表明,用该方法设计的介质滤波器的频率温度系数能满足下一代移动通信、ITFS、MMDS和其它带宽相对极窄应用场合的要求。

双工器的频率温度系数

详细叙述了测试GSM移动通信基站中900MHz和1800MHz两种双工器的频率温度系数的方法和具体数据;从网络理论和实际工艺两方面分析了双工器因温度变化产生较大频率偏移的主要原因,总结出预防频率偏移的设计方法。

基于空耦超声激励的微结构模态频率温度特性研究

为了研究微悬臂结构弯曲振动模态频率的温度特性,首先针对各向异性材料的等截面矩形微悬臂结构建立了其各阶模态频率温度系数的理论模型;然后搭建了包括激光测振单元、空耦超声激励单元和温度控制单元的非接触式微结构动态特性测试系统;最后利用所搭建的测试系统分别对等截面矩形单晶硅微悬臂梁在室温~300℃时的动态特性进行了测试,获得了微悬臂梁前三阶弯曲振动模态频率随温度的变化规律和频率温度系数。研究结果表明,单晶硅微悬臂梁前三阶弯曲振动模态频率随着温度的升高而呈近似线性的减小,并且微悬臂梁前三阶弯曲振动模态具有几乎相同的频率温度系数,其中一阶模态频率的温度系数为-2.18×10-5/℃,二阶模态频率的温度系数为-1.91×10^(-5)/℃,三阶模态频率的温度系数为-2.01×10^(-5)/℃,前三阶模态频率温度系数的测试结果与理论模型预测值的偏差分别3×10^(-7)/℃,3×10^(-6)/℃和2×10^(-6)/℃。

单晶薄膜体声波谐振器频率温度特性研究

采用离子注入剥离法转移制备了43°Y-切铌酸锂(LiNbO3,LN)单晶压电薄膜材料,以SiO2/Mo作为声反射结构制备了固态声反射型薄膜体声波器件。谐振器工作频率约为3 GHz,LN薄膜等效机电耦合系数达到14.15%。对谐振器的频率温度特性进行了表征,结果表明,尽管LN单晶的频率温度系数为(-70^-90)×10^-6/℃,但由于声反射结构中包含有正温度系数的SiO2层,谐振器的频率温度系数降至-18×10^-6/℃,这表明固态声反射结构能够有效抑制单晶LN薄膜的温漂,获得低频率温度系数的谐振器器件。

微天平用无铅压电体谐振频率温度补偿研究

针对现有催化燃烧式瓦斯传感器气体选择性差等不足,试制研发无铅压电式微天平传感器。但压电陶瓷固有的频率-温度系数特性,使其谐振频率出现漂移,影响精度。故依据压电陶瓷及器件结构特征,对其谐振频率特性进行补偿,以满足谐振器高精度、高稳定性等实际需求。通过有限元分析与试验方法确定了NKBT无铅压电陶瓷典型谐振体在获得单一谐振频率时的主要尺寸比例关系;然后基于实验测试结果,建立了频率温度漂移量与温度的函数关系,计算出频率温度系数,并利用试验检测了其精确性;最终通过推导获得了无铅压电陶瓷NKBT的补偿算法,该算法可以对微天平测量系统进行补偿。结果表明,对于两种压电振子,线性函数关系具有较好的效果,补偿后径向伸缩振动和横向伸缩振动谐振频率的相对误差分别为5.5%和6.8%,补偿效果良好。

薄膜体声波谐振器温度-频率漂移特性分析

薄膜体声波谐振器(FBAR)的谐振频率会受外界环境温度的影响而产生漂移,对于FBAR滤波器而言,这种温度-频率漂移特性会导致其中心频率、插入损耗、带内纹波等性能发生变化,降低其在电学应用中的可靠性。应用ANSYS有限元分析软件,对一个典型Mo-AlN-Mo结构的FBAR进行温度-频率漂移特性的仿真,在-50^+150℃温度范围内得到其温度频率系数为-33.6×10-6/℃。通过在FBAR结构中添加一层正温度系数的补偿层,分析了补偿层厚度对FBAR温度-频率漂移特性、谐振频率和机电耦合特性的影响。设计的温度补偿FBAR其温度频率系数为0.872×10-6/℃,比未添加补偿层时有很大改善。

钛酸铅材料温度系数的改善

随着压电陶瓷器件向高频方向发展，材料的温度稳定性尤显重要。文章除了对ＡＢＯ３钙钛矿型结构的钛酸铅材料进行Ａ位取代外，并且添加适量的氧化物杂质，从而获得了频率温度稳定性优良的改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷材料。

AT和BT切石英晶体频率温度特性随切角变化关系研究

从压电晶体的频率温度特性方程出发,计算了旋转Y切(yxl)石英晶体在参考温度T0=25℃时的一阶、二阶、三阶频率温度系数随切角的变化曲线,研究表明,一阶频率温度系数在θ取-49和35.2(o)具有零点值,分别对应AT和BT切的切割角度。AT切和BT切石英晶体频率温度曲线分别表现为三次函数和二次函数的曲线形式。AT和BT切石英晶体频率温度特性曲线随θ的变化以一定规律变化,θ的变化对AT、BT切石英晶体频率温度特性曲线的影响表现敏感。这些结论对AT、BT切石英晶体的设计具有重要的理论指导意义。

轴向应变放大式谐振温度传感器研究

试验机专用改装系统成为开展民机适航、审定试飞的重要手段之一。为进一步提升系统性能,满足高精度高可靠性要求,该文提出一种基于轴向应变放大结构的谐振式温度传感器。基于应变放大结构建立频率-温度模型,推导频率温度系数作为衡量灵敏度的物理量。为降低理论模型与仿真模型的相对误差,该文进行仿真分析与误差修正,将二者误差降低至0.5%。测试结果表明,当外界温度在273~293 K范围内变化时,器件的频率温度系数为13104×10^(−6)K^(-1),仿真结果为12935×10^(−6)K^(-1),二者相比,相对误差为1.3%。与以往谐振式温度传感器比较,相对灵敏度最大提高了83倍。该结构可用于高灵敏度谐振式温度传感器的优化设计,满足试验机改装系统的应用需求。

BT切石英谐振器频率温度特性的估算

本文介绍了BT切石英谐振器的频率温度特性估算。结合实验数据，求出最佳切角及合理的切角误差。

金属材料弹性模量及温度系数的测定

前言一般测薄片细丝弹性模量的方法可分静力法和动力法,由于种种原因,静力法比动力法精度低,故薄片丝材往往采用动力学方法测量。在动力学的测试方法中,悬臂梁共振法由于结构原理简单,试样振动的激发和接收也比较方便,并能在同一设备上测出薄片和丝材两种形状试样。