XB03、XB04型石英谐振器设计定型和SC切型石英谐振器鉴定会议在京举行

1987年8月20日,XB03、XB04型石英谐振器的设计定型,以及 SC 切型10MHz 高稳定石英谐振器的技术鉴定会议在北京举行。这是航天部二院二○三所又一次成果鉴定会议。会议由二院科技委副主任李蕴滋主持,部内外的同行、专家和业务机关的代表共48人参加了会议。与会代表听取了产品的技术总结和有关报告,参观了工艺生产线,并进行了讨论。会上,中国计量科学研究院和航天部五院五○四所代表分别介绍了产品的使用情况,并     

修正双旋转切型的 X 射线测角法

对于 RT,FC、IT 和 SC 等切型来说,所做的第一次旋转和通常情况稍有差别。经第一次稍有差别的旋转后,就得到平行于 X′轴的晶面。对这些晶面和切型作出的四分之一圆图类似于单转角切型的半圆图。为了得到类似于原来切型的温度频率关系,就必须对第二次旋转加以适当的校正。在作出包含 Z 和 X′的截面时,仍可用类似于单转角切型作出包含 Z 和 X 截面时的 X 射线测角法。这些修正的切型所具有的特性,大致和非修正的切型相同。这些切型是比较容易做到的。     

SC切晶体谐振器工艺的改进

以前,我们已经讨论了 SC 切晶体的制作,从石英材料切割双转角晶片的技巧和确定 g 灵敏度的试验方法。本文将论述下列几个问题:1)一种采用旋转 X 切法的简化 X 射线定向;2)改变Ψ角时,频率随加速度的变化;3)介绍一个 SC 切成品晶体振荡器的试验结果。     

移动用恒温石英晶体振荡器设计

根据实际需要 ,利用AT切型石英晶体良好的温频特性 ,设计一种恒温石英谐振器 ,并对它的主振电路、幅度放大电路、波形变换电路、自动增益电路和压控电路等诸多因素的特性进行了综合分析 ,使其具有良好的老化特性和频率的稳定性。     

5MHz空气隙石英谐振器的研制

通常的高精密石英谐振器采用的是电极膜直接被在石英晶体谐振片上,玻璃壳火封或冷压焊封装结构。本文介绍一种结构全新的高精密石英谐振器的设计、工艺和性能。它的电极膜是被在靠近石英晶体谐振片的上下二个电容器上,电极膜与谐振片形成空气隙形状,所以称为空气隙石英谐振器或无电极石英谐振器。它的外壳采用了密封性能很好的金属化氢焊和电子束焊封接装技术,使产品提高Q值和改进老化。尤其是石英晶体谐振片采用了SC切型进一步提高了短期频率稳定度和加速度灵敏度。     

机械振动频率对石英谐振器的影响

本文对AT切型基频25MHz石英谐振器在机械正弦振动频率50—2000Hz条件下的频率特性进行了初步的研究。通过实验,找到了改善石英谐振器振动特性的途径,并确定了一种适用于工程需要的定义、表征和测量方法。同时还对几种减震措施的效果进行了试验,并给出了有价值的实验结果。     

超小型金属壳高频石英谐振器

本文介绍了超小型金属壳高频石英谐振器的设计和试制。对 AT 切型100MHz 左右几种频率的谐振器进行了参数测量,并与同类产品进行了比较。     

飞机结构件自动编程中转角构建方法及算法

针对飞机结构件转角数控（NC）加工编程效率低、工作量大、质量不稳定等问题,提出一种基于转角面的自动扩展技术,并结合工艺知识建立加工模型,为实现转角数控加工自动编程技术奠定了基础。首先定义了转角、转角面、转角加工模型及转角加工干涉域等概念;然后给出了自动扩展、侧转面与切元计算、干涉域构建等技术,实现转角加工模型的构建;最后,基于以上研究开发了转角数控加工自动编程系统,并初步应用于某型号飞机结构件的生产,应用结果表明,该技术显著提高了转角数控加工编程的效率和质量,降低了编程工作量。      

低温下工作的石英晶体振荡器

本文介绍石英晶体谐振器在低温下工作的性能试验结果及其在高稳定振荡器中的应用。已经对两种不同型号的晶体谐振器进行了测试:BVA_2型设计(无电极设计)的5MHz谐振器和常规设计的5MHz、五次泛音 AT 切谐振器。在4.2K 时 Q 值大约增加了一个数量级。低于4.2K 时所测出的上述每一种谐振器的 Q 值均无明显的增加。对于这两种型号的晶体,各取一只样品,在靠近2K 时的温度系数和4.2K 时的数值相比较是显著降低了。BVA_2型样品在靠近2K 时的温度系数为3×10~(-10)/K。同一只晶体在靠近2K 时所得到的幅频效应表明,在10~(-7)瓦以上时频率随晶体耗散功率的变化是很大的。本文给出了采用在低温下工作的石英晶体谐振器来稳定振荡器系统的某些结果。     

任意转角石英晶片电弹常数的快速计算

电弹常数是描述压电材料最重要的常数,压电元器件的设计以其所用压电材料的电弹常数为基础。石英晶体是目前应用最广的压电材料,由于晶体的各向异性,其电弹常数的值随品片的切割方位而变,且通常须用矩阵表示。因此,任意切型和切角的电弹常数计算就变得非常复杂。本文对任意切型的电弹常数归纳了一种简便的计算方法并在微机上编出了相应的程序。通过运行本文工作的程序,即可随时得到任意切型及切角电弹常数的理论值,这样就可为研制和设计工作提洪可靠的理论依据,并节省大量的人工计算时间。     

离子束刻蚀高频石英谐振器

一、引言 AT切型石英谐振器具有良好的频率温度特性和零温度系数点,它的谐振频率f和晶片的厚度成反比,所以只要从工艺上能够不断地减薄石英晶片的厚度,就能不断地提高晶片的谐振频率,可使组装的晶体振荡器减少倍频单元,缩小体积,提高稳定性。但是     

3种转角下旋转U形方通道的局部换热

在旋转数为0~0.26内用实验方法研究了转角对旋转U形方截面通道换热特性的影响.3种通道转角分别为0°,22.5°,45°.通道转角的变化引起了通道内哥氏力二次流的变化,继而导致通道各表面换热的变化.结果表明:随通道转角的增大,前缘与后缘之间努塞尔数的差异减小,而内侧面与外侧面之间的努塞尔数差异增大;在低旋转数下,转角的变化对U形通道换热的影响较小,但高旋转数下,转角的变化对U形通道换热的影响变得明显.      

高性能SC切谐振器的设计

采用基频、三次和五次泛音设计的 SC 切α石英谐振器已经制造出来,其频率复盖范围为4MHz 到100MHz。一些设计数据表明,SC 切谐振器的理论最大 Q 值,要比 AT 切谐振器的高(15～20)％。例如,一种已经制成的60兆赫三次泛音 SC 切谐振器,其 Q 值达到25万,这个数字是 AT 切谐振器在该频率上的理论最大 Q 值。已经确定了几种 SC 切设计(平-平、平-凸、双凸,基频和泛音)的“零角”。Vig 用控制磨球面来调整5MHz 基频 SC 切谐振器转折点的方法,已经用于生产中。SC 切晶片的化学抛光法通过生产实践正在完善。研究表明,Vig 建议的1:4的氢氟酸-氟化铵溶液对 SC 切晶片的表面污染是完全允许的。然而,他建议的1:2氢氟酸-水溶液引起了 SC 切+X 表面的退化。所有磨球面的 SC 切的设计是这样进行的,即在晶片的同一晶面磨球面,这是在 Bond介绍的电路中通过对每个晶片的挤压试验来完成的。对用同样制造技术加工的 AT 和 SC 谐振器老化特性的研究表明,典型的 SC 谐振器进入最终老化率的时间要比 AT 的快(5～10)倍,而典型 SC 切的最终老化率有(2～3)倍的改进。     

振荡器的计算机辅助设计与组装

本文综述了贝尔实验室在应用计算机方面的经验,包括模拟和设计、数据采集、数据分析、元件选择和其它各种各样的工作。过去,石英晶体振荡器可以很容易地应用线性电路模型来模拟。虽然存在非线性模型(例如,Spicc.Capitol等),但它们不能被用来对晶体振荡器进行闭环分析,因为其中包括有高Q参数。然而最近Waterloo大学研究的WATAND程序已变得很有效并可适用于石英晶体振荡器的闭环非线性分析。在贝尔实验室,线性和非线性两种分析程序正用于评价新设计,同时特别注意元件变化对工艺的影响。计算机完成原始数据采集任务的方法是对温度补偿晶体振荡器进行频率温度测量。附加的应用是对振荡器进行最后的室温检验,以便确定波形特征、功率损耗、电源灵敏性和频率牵引范围(对于压控晶体振荡器)。应用实时元件选择的方法有助于把电阻组合选择来与根据温度试验数据的分析所确定的数值相适应。在压控晶体振荡器和温度补偿压控晶体振荡器中,用实时元件选择的方法来调整变容二极管的工作点,使频率一电压牵引特性最佳。其他应用包括:对性能数据进行统计分析,以便于计划产量;使用模-数和数-模变换器模拟数字补偿流程图来与以微处理器为基础的计算机相对接,以及模拟双转角晶体切型的温度特性。     

三次泛音石英谐振器

在频率达到并包含三次谐波厚度切变泛音时,解弹性片Lee-Nikodem运动方程可求出具有自由面和边的AT切石英晶片振动情况的解。     

快速加热的SC切晶体振荡器

本文讨论尾部警戒雷达方案中所采用的石英振荡器的设计和研制。在经过改进的比例控制恒温器中使用 SC 切晶体已获得极好的加热特性。仅五分钟后,稳定度达到1×10~(-8)。该振荡器工作在10兆赫,利用 TO-8型外壳的三次泛音 SC 切晶体。缩小了比例控制恒温器的尺寸,以便得到快速加热所需的最小质量。本文介绍该振荡器的结构和电路设计,并讨论加热、温度稳定性和其它特性的测试结果。文章介绍了有关 SC 切晶体对“g”灵敏度和辐射灵敏度的附加数据。辐射数据表明,稳定度比用 AT 切晶体的要高1-2个数量级。     

大行程柔性微定位平台的伴生转动分析

大行程柔性微定位平台在运动过程中不可避免地产生伴生转动现象,并对其定位精度造成消极影响。为降低伴生转动对平台定位精度的影响,提出一种基于柔性杆的三移一转（3-PPPR）型大行程柔性微定位平台,基于线弹性梁理论模型并考虑柔性杆轴向形变,对两移一转（PPR）柔性运动副伴生转角进行了理论建模,并基于此完成了对所提平台在单轴、双轴及三轴驱动时产生伴生转角的理论分析;再采用有限元分析对理论模型进行验证。最后探究了柔性杆尺寸参数与平台伴生转角之间的灵敏度关系,为所提平台性能提升奠定了基础,并据此提出了改善所提平台运动性能的优化方案。结果表明：3种驱动条件下平台伴生转角理论值与仿真值最大相对误差为2.46%。     

石英挠性加速度计阻尼参数闭环检测方法

石英挠性加速度计作为一种高精度惯性测量传感器,被广泛用于航天器姿态控制及惯性导航中。在石英挠性加速度计设计时,摆组件在腔体内的阻尼系数是一项重要的参数。与摆组件的转动惯量及挠性梁刚度等参数不同,阻尼系数与摆片的表面积、摆组件工作间隙、大气压强等多种因素相关。为了获取石英挠性加速度计正常工作状态下阻尼特性参数,研究了一种基于系统闭环频率响应的阻尼系数测量方法。利用水平振动台获取石英挠性加速度计幅频特性曲线,采用最小二乘参数拟合的方法对石英挠性加速度计阻尼特性参数进行辨识。利用辨识得到的阻尼系数进行仿真,并绘制幅频特性曲线与实际采样输出比对,验证了基于系统频率响应的闭环测量方法有效可行。     

SC切10MHz高稳定度石英谐振器

为了满足航天技术对石英谐振器频率稳定性、幅频特性、辐照特性,以及耐高温和耐高加速度的要求,研制了 SC 切10MHz 三次泛音高稳定度晶体谐振器,介绍了在制作过程中某些关键工艺的解决途径。同时,也列出了此种谐振器的实际性能指标和用此谐振器组装的振荡器的稳定度指标。测试结果证明,SC 切晶体谐振器确实比 AT 切的具有更多的优点。同时,也指出了存在的问题.     

SC切石英谐振器

编者序 SC切是体波切型族中一个属名。“SC”是由“Stress compensated”取其词头缩写而成。这种叫法在国际上普遍为大家所承认、所接受,成为一种为人们所感兴趣的切型。追溯其发展史,将近十年。一九七四年,在国际超声年会上,Holland首次提出了这种切型的理论予言,当时叫做“TS-Cut”(Transient Stress-Cut),其切角(ф,θ)二22.8°,34.3°。