[发明专利]20MHz集成式石英力敏谐振器

说明书

本发明涉及一种20MHz集成式石英力敏谐振器的设计、结构及制作。本发明在同一石英晶体基片上不同的位置设置多对电极，每对电极可构成一个独立的谐振器，各谐振器分别与各自的激励电路连接时可同时独立地工作，彼此之间互不干扰。当在基片的边缘位置沿直径方向给基片施加径向力作用时，不同位置的谐振器表现出不同的力敏特性；选择一定的径向力作用方位，利用不同位置的谐振器间的力敏特性差异，通过共模抑制及频率信号融合技术，可得到一种能抑制温度干扰并具有良好力敏特性的集成式石英力敏谐振器。这种集成式石英力敏谐振器可作为力敏元件用于姿态检测、惯性导航、形变监控等军用装备及民用设施检测控制领域。

技术领域

本发明——20MHz集成式石英力敏谐振器，属于石英晶体力敏谐振器的结构设计制作领域。传统的石英晶体谐振器是现代通讯、信号检测及控制等领域中常见的电子元件，主要用于频率控制和频率选择电路。本发明——20MHz集成式石英力敏谐振器则是利用一定切型的石英晶体谐振器所具有的力频敏感特性设计制作的一种特殊结构的力敏谐振器。这种20MHz集成式石英力敏谐振器能抑制温度等干扰因素对谐振频率的影响，并可作为力敏感元件应用于力、形变或惯性检测控制系统等领域。

背景技术

传统的石英谐振器作为一种电子元件，其结构有音叉式、薄圆片式、薄矩形式等，电极均为一对电极，整体封装在一个金属壳体内，外接引线与电路连接形成谐振。这种传统的石英谐振器主要用于频率稳衡及控制电路等领域。

石英晶体是一种具有压电效应及各向异性特性的结晶体。由切割而得的石英晶体薄片的性质与晶体薄片的取向即切型密切相关。因此，在一定的切型下石英晶体薄片具有显著的压电效应，由这种切型的石英晶体构成的谐振器具有力敏特性，即力作用到处于谐振状态的石英晶体谐振器时，谐振器的谐振频率将发生变化，此即石英晶体谐振器的力频敏感特性，简称力敏特性。

在石英晶体谐振器力频敏感特性的应用方面，谐振器的基片有薄圆片式、薄矩形式等形状，一个基片上只有一对电极，即一个基片构成一个谐振器。使用时一般由两个结构相同的谐振器配对使用以消除温度等的干扰。

本发明在厚度为0.08mm的同一石英晶体基片上设置多对电极，每对电极可构成一个独立的谐振器，分别与各自的激励电路连接时各谐振器可同时独立地工作，彼此之间互不干扰，谐振频率为20MHz±5kHz，这样就构成了集成式石英力敏谐振器。在这种结构的集成式石英力敏谐振器的基片的边缘施加径向力时，不同位置的谐振器表现出不同的力频敏感特性。根据这种力敏特性差异，再利用共模抑制及信息融合技术，可使这种集群式的石英力敏谐振器的力频敏感效应得到提升，同时可抑制温度等干扰因素的影响。

经查询，本领域的研究工作除本发明人及团队外，未见相关成果的报道。

发明内容

本发明涉及一种20MHz集成式石英力敏谐振器的设计、结构及制作。发明的目的是为了解决石英晶体谐振器力频敏感特性应用过程中温度、工艺等因素对谐振器性能稳定性的干扰问题，提供一种性能优良并具有显著力频敏感效应的石英力敏谐振器。