Brevet FR2234700A1 — publié le 19750117

L'invention concerne de manière générale un ensemble comprenant un résonateur pIézo-électrique > cet ensemble compor- tant un dispositif de montage ayant une base et un support porté par la base, et un résonateur p.iézo-éleclrique porté par le support en un point nodal choisi parti un lieu de points nodaux délimitant une zone nodale d'harmoniques Plus précisément, le résonateur pièzo-électrique est monté, par contact à pression, en un point (%'i est géométriquement décentré par rapport au centre du résonateur. On sait que les éléments résonateurs piézo-électriques utilisés dans les circuits electroniques vibrent en mode fondamental ou en mode d'harmoniques, le mode fondamental correspondant à la fréquence la plus faible pour laquelle un corps donné d'épaisseur déterminée est sensible, alors que le mode d'harmoniques correspond aux fréquences de sensibilité qui sont supérieures à la fréquence fondamentale. Sui- vant l'application du circuit, l'utilisation des fréquences harmoniques peut être souhaitable. Par exemple, un oscillateur tel qu'un circuit numérique d'horloge peut nécessiter la transmission de signaux à fréquence suffisamment élevée pour que- l'utilisation des harmoniques soit souhaitable. On constate selon l'invention que l'importance des fréquences harmoniques peut être accrue lorsque l'élément résonateur est converlablement monté. Le brevet des Etats Unis d'Amérique n 3 535 569 décrit un dispositif de montage d'un résonateur piézo-électrique supporté par pression au centre géographique du rësonateurS le centre étant le point nodal du mode fondamentl (ans le présent mémoire, on cons- dère qu'un point nodal du-résor.cteur piézo-électrique est un point pour lequel le résonateur ne présente pratiquement aucune déviation).On constate que, pour améliorer le signal aux fréquences harmoniques, le résonateur piézo-électrique doit autre monté en un point nodal correspondant aux halmoni- ques. Ainsi, l t invention concerne un dispositif de montage d'un résonateur piézo-électrique accroissant les signaux aux fréquences harmoniques. L'invention concerne aussi un ensemble à résonateur piézo-éectrique dans lequel le résonateur est mon- té en un point nodal choisi parmi un lieu de'points nodaux delimitant une zone nodale-d'harmoniques du résonateur piézoélectrique. L'invention concerne aussi un tel ensemble dans lequel le résonateur est monté par contact à pression, en étant décalé géométriquement par rappolt au centre du résonateur.L'invention concerne aussi un tel ensemble dans lequel un résonateur piézo-électrique cIrculaire est monté par contact à pression en un point compris entre le centre et le bord externe du résonateur, à une distance correspondant à 0,6 à 0,9 fois le rayon du résonateur. D'autres caractéritiques et avantages de l'inven tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une coupe d'un dispositif fermé de montage d'un résonateur piézo-électrique ; et - la figure 2 est une élévation latérale d'un dispositif fermé de montage d'un résonateur piézo-électrique. Les dessins représentent un résonateur piézo-élentri- que 12 monté sur un dispositif 17. Celui-ci comprend deux fils 14, 15 destinés à être reliés à un circuit électrique tel qu'un amplificateur. Le résonateur est ainsi relié électriquement aux fils. Comme représenté,le disque résonateur lui ,mtme peut être disposé au-dessus de la base 13 du dispositif 17 par deux doigts de la paire de fils repliés en direction pratiquement perpendiculaire. Le résonateur est maintenu par contact à pression La pression est telle que le résonateur est fermement maintenu entre les fils. L'ensemble est logé dans un boîtier comprenant la base 13 et le couvercle 11. La base 13 comprend un support 19 comprenant deux montants solidaires verticaux 25, 26, assurant le support nécessaire et le coupiage à pression du résonateur. Les fils 14, 15 ayant des branches principales 30, 31 passent par des orifices 32, 33 de la base. A la partie supérieure des montants 25, 26, des orifices 35, 36 laissent passer des doigts 20, 21 solidaires des fils 14, 15 mais repliés d'environ 900 par rapport aux branches 30, 31. L'ensemble des fils est en bronze au phosphore ou en toute matière élastique et a des caractéristiques d'élasticité et de résistance permettant aux bras 20, 21 de prendre appui contre le résonateur 12. Deux prolongements 40 et 42 dépassent aussi du côté inférieur de la base 13, à distance, et forment une cavité 44 entre eux et la base. Cette cavité peut être utilisée pour la disposition de divers composants électriques tels qu'un condensateur qui peut être utilisé dans un circuit amplificateur associé au résonateur. Selon l'invention, le disque résonateur 12 est monté par contact ponctuel à pression de marnière que les fré quenoes harmoniques soient accrues. Ce montage est-obtenu par disposition du disque de manière qu'il soit décentré ou plus précisément, à un point nodal 48 qui se trouve parmi un lieu de points nodaux 50 délimitant une zone nodale dtharmo- niques du résonateur. Ces points sont ceux pour lesquels le corps subit des vibrations minimales. Dans un exemple de détermination de 1'emplacement de ces points (autres que le point correspondant au mode fondamental et qui se trouve au centre),un résonateur peut être excité électriquement en étant serré à divers emplacements, et la tension de sortie peut être mesurée aux bornes d'une résistance de charge à chaque emplacement successif.Au point donnant le signal maximal correspond un point nodal d'harmoniques. Dans le mode de réalisation représenté dans lequel le résonateur est circulaire, le lieu des points est un cercle ayant un rayon de 1 'or- dre de 0,6 à 0,9 fois le rayon du résonateur. Un support supplémentaire du disque résonateur est assuré par le support 51 qui, dans le mode de réalisation représenté, comprend un petit point de colle 52. Une colle qui convient est un composé de caoutchouc de silicone par exemple. Le support est aussi placé en ùn point de la zone nodale, choisi parmi le lieu des points délimitant une zone nodale d'harmoniques du résonateur. On réalise un essai comparatif avec 'un résonateur piézo-électrique, monté comme représenté sur les figures 1 et 2, et un résonateur monté au centre comme décrit dans le brevet précité nO 3 535 569. L'essai est réalisé en supposant qu'une tension élevée de sortieS pour un mode particu- lier, indique une utilisation améliorée des fréquences de ce mode. Le tableau qui suit donne les résultats des essais. Mode fondamental Mode d'harmoniques 300 kHz 800 kHz montage central 23,5 mv 10,7 mV montage décentré 3,5 mV 14,8 mV Le tableau montre -clairement- que le signal diminue pour le mode fondamental lorsque le résonateur est monté en position décentrée, c'est-à-dire lorsqu'il est monté en mode d'harmoniques. Le signal augmente en mode d'harmoniques lorsque le résonateur est monté dans la zone nodale d'harmo- niques. Ainsi, suivant qu1 on veut utiliser le mode fondamental ou d'harmoniques, on monte le résonateur d1une manière ou d'une autre. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemplepréférentiel et qu'on pourra- apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Ensemble à résonateur piézo-électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de montage qui comporte une base et un support porté par la base,et un résonateur piézo-électrique porté par le support en un point nodal choisi parmi un lieu de points nodaux délimitant une zone nodale d'harmoniques du résonateur piézo-électrique. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point nodal est décalé géométriquement par rapport au centre du résonateur. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support comprend un dispositif formant des butées distantes et alignées axialement, ce dispositif coopérant avec des faces opposées du résonateur audit point nodal. 4, Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un second support associant le résona ,teur au support en un autre point nodal du lieu des points. 5. Ensemble selon la revendication 4,caractérisé en ce que le support comprend une petite quantité de colle. 6. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif formant des butées comprend deux fils conducteurs de l'électricité. 7. Ensemble selon la revendication 1,caractérisé en ce que le support comprend deux montants distants perpendiculaires à la base, et le dispositif formant des butées est porté par les montants, lé résonateur étant porté entre ceux-ci. 8. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des prolongements distants dépassan-t d'un cté de la base opposé à celui qui porte le support et formant une cavité entre eux. 9. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le résonateur est circulaire et le lieu des points forme un cercle ayant un rayon compris entre 0,6 et 0,9 fois le rayon du résonateur. 10. Ensemble à résonateur piézo-électrique, caractérisé en ce qu'il comprend une base, deux organes distants perpendiculaires à une première face de -la base, deux fils électri aunes portés par les montas7et et un résonateur piézo-électrique placé entre les montants, les fils électriques coopérant avec le résonateur en un point nodal choisi parmi un lieu de points délimitant une zone nodale d'harmoniques du résonateur. 11. Dispositif de montage, destiné à supporter un ré sonateur piézo-électrique, caractérisé en ce qu'il comprend une base, et un dispositif de support porté par la base et destiné à porter lui-mSme le résonateur piézo-électrique, le support maintenant le résonateur par contact à pression au noeud de vibration de celui-ci, de manière que le signal aux fréquences d'harmoniques durésona-teur soit accru.