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压电振子的能陷振动模式

2021-11-19
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如上所述,利用压电陶瓷振子的厚度伸缩或厚度剪切振动模式可以产生频率高达数十MHz的陶瓷振子,然而,实验发现这种方法的缺陷杂波干扰的方法主要有两种,一是调整振子的尺寸大小,例如,对于圆形压电陶瓷振子的厚度成比例。增大振子直径与厚度的比值,可以减小径向振动对厚度振动模式的影响;或者合理选择振子的直径和厚度,从而设计振动模式较纯的振子。二是采用所谓的能陷振动模式,也称能量封闭振动模式。能陷振动,模式实际上就是一种厚度伸缩厚度剪切振动模式,只不过其电极面积远小于振子的实际面积,因此能陷振子(简称能陷振子)如图2.8所示,能陷振子的振动能量主要限制在振子电极区域之内,其能量分布见图2.9.

由于振动能量在电极外部能很快地损耗掉,因而不会出现与轮廓振动的高次泛音以及与轮廓振动耦合而产生的假响应,从而使振子得到良好的厚度振动响应。能陷振动模式在高频滤波器中得到了广泛的应用。

能陷振动模式振子的相对带宽,仍由陶瓷材料的机电耦合系数决定。振子的谐振频率和陶瓷片的厚度、电极的半径以及电极质量负荷有关。通过改变陶瓷片的厚度、电极大小和电极厚度可以改变谐振频率。