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基于ANSYS的石英晶体谐振器厚度剪切振动的有限元分析

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随着无线通信设备、个人电脑等电子产品的普及,石英晶体谐振器这种稳定、精确的频率控制元件的需求也不断增加.由于实际产品越来越小的尺寸和更高的频率要求,使得怎样避免模态耦合带来的产品性能降低成为了需要在设计阶段克服的技术难点之一,而设计人员通常只能根据经验对石英晶片的尺寸和外形进行调整.使用Mindlin板理论分析虽然可以得到直行波位移和振动频率的解析解,但是对晶片的三维尺寸变化、附加电极和封装固定等复杂结构对产品品质因数的影响难以做出全面的精确分析.采用成熟的有限元方法可以较好地解决这一问题.本文使用了通用有限元软件ANSYS,对典型的矩形AT切石英晶体板的厚度剪切基频模态进行了分析,得到了自由振动条件下该模态的频率和位移的空间分布,验证了己知的振动分析结果.在此基础上,进一步讨论了矩形板的长度变化对这一模态的影响;建立了附加导电胶的板模型,分析了点胶的位置和大小变化带来的影响,说明了如何对这些微小的尺寸进行调整,使石英晶体谐振器在较好的剪切振动状态工作.建立了完整的石英晶体谐振器ANSYS模型,为基于有限元分析的产品设计打下了基础,也为设计人员提供了建模的基本信息.

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来源
《2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会》|2010年|527-531|共5页
会议地点厦门
作者
Ji WANG; 王骥; Jun SHI; 史俊; Jian-ke DU; 杜建科;
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作者单位

中国力学学会;

中国声学学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类 TN752.2:TN707;
关键词
石英晶体谐振器; 厚度剪切振动; 尺寸变化; 有限元分析;

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