Разработка методов моделирования динамики высокоточных кварцевых генераторов и их основных элементов
Диссертация
Предложено математическое описаниекинетики повреждений поверхности кварцевой пластины. Проведен сравнительный анализ причин старения кварцевого резонатора и причин развития трёщин в кристалле кварца. Отмечено, что ряд причин старения резонатора совпадает с причинами роста трещин в кристалле кварца. Это позволило предположить, что основополагающим фактором, влияющим на старение резонатора… Читать ещё >
Список литературы
- Альтшуллер Г. Б., Елфимов H.H., Шакулин В. Г. Кварцевые генераторы: справочное пособие. М.: Радио и связь, 1984.
- Альтшуллер Г. Б. Кварцевая стабилизация частоты. М., «Связь», 1974.
- Амосов A.A., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. 544 с.
- Боголюбов H.H., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958.
- Бравов В.В., Перминов В. Н., Соколов А. Г. Расчет стационарных режимов автогенераторных схем // Радиотехника. 1987. — № 8. — С. 78−80.
- Глюкман Л.И. Производство пьезоэлектрических кварцевых резонаторов. М., Энергия, 1964.
- Глюкман Л.И. Пьезоэлектрические кварцевое резонаторы. М.: Радиои связь, 1981. 1
- Гринченко В.Т., Улитко А. Ф., Шульга H.A. Механика связанных полей в элементах конструкций, т.5. Электроупругость. Киев, «Наукова думка», 1989.
- Гройс О.Ш. Об одном возможном механизме старения кварца. // Радиотехника и электроника. 1962, № 7, вып. 4, 702 с.
- Губарев A.A. Анализ схем кварцевых генераторов и расчет их параметров методом численно-аналитического моделирования. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Омск, 2004.
- Губарев A.A. Методика анализа автогенераторов с высокодобротными элементами на основе компьютерного моделирования // Техника радиосвязи / ОНИИП, 2003. вып. 6.
- Губарев A.A. Моделирование динамических процессов в кварцевых генераторах // Динамика систем, механизмов и машин: Мат. IV Междунар. науч.-техн. конф.-Омск: ОмГТУ, 2002.-С. 281−284.
- Губарев A.A. Численно-аналитический подход к моделированию кварцевых генераторов. // Моделирование. Теория, методы и средства: Мат. III Междунар. науч.-практ. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. — Ч. 3. — С. 70−73.
- Гуськов A.M., Коровайцева Е. А., Пановко Г. Я., Шохин А. Е. Исследование влияния внешнего вибрационного поля на динамику кварцевого генератора // Машиностроение и инженерное образование. Выпуск 3-М.: МГИУ, 2011.
- Гуськов A.M., Коровайцева Е. А., Шохин А. Е. Особенности численного моделирования собственных колебаний кварцевой пластины // Машиностроение и инженерное образование. Выпуск З.-М.: МГИУ, 2010.
- Евстифеев Ю.А. Простой экономичный метод анализа многопериодных электронных схем // Радиотехника. -1990. № 10. — С. 18-^21.
- Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах. М.: Мир. 1990.
- Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.: «Мир», 1986.
- Кантор В.М. Монолитные пьезоэлектрические фильтры. М.: Связь, 1977.
- Каценельсон М.Д. Некоторые вопросы механической обработки кварцевых пластин. // Вопросы радиоэлектроники. Сер.-З, 1963, вып. 6.
- Кеди У. Пьезоэлектричество и его практическое применение, М., изд-во иностр. лит-ры, 1953. >
- Коган М. Н Исследование технологии механической обработки и влияния качества поверхности линзообразных пьезоэлементов на параметры прецизионных кварцевых резонаторов. // Автореф. дисс.. канд. тех. наук. Л., 1968.
- Коровайцева Е.А. Моделирование динамики кварцевого генератора // XVII Международный симпозиум «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А. Г. Горшкова: Материалы.-М.: МАИ, 2011.-с. 106.
- Коровайцева Е.А. Особенности динамики кварцевого генератора // XXI Международная инновационно-ориентированная конференция молодыхученых и студентов по современным проблемам машиноведения: Материалы.1. М., 2009. -с. 189. .
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред. М., Физматгиз, 1954.
- Липатова А.Б. Повышение производительности и качества обработки кристаллографически ориентированных пластин алмазными кругами. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 2008.
- Малахов А.Н. Флуктуации в автоколебательных системах. М., «Наука», главн. ред. физ. мат. лит., 1967.
- Миленин П.П. Исследование и разработка технологии производства высокочастотных кварцевых резонаторов. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 2010.
- Морозов Е.М. Техническая механика разрушения. — Уфа: Изд-во МНТЦБЭСТС, 1997.
- Морозов И. Ф., Петров Ю. В., Уткин А. А. О разрушении у вершины трещины //Физико-химическая механика материалов. 1988. № 4. -С.75−77.
- Морозов Н. Ф. Математические вопросы механики разрушения //Соросовский образовательный журнал. 1996. № 8. с. 117−122.
- Мостяев В.А., Дюжиков В. И. Технология пьезо- и акустоэлектронныхiустройств. М., Ягуар, 1993.
- Мошковский А .С. Зависимость добротности и эквивалентногосопротивления кварцевых резонаторов от качества обработки поверхностипьезоэлементов. // Электронная техника. Сер. 9.1967. № 4. — С.71−78.
- Мэзон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультраакустике.-М., Изд-во иностр. лит-ры, 1952.
- Новгородов Е.Д. Определение предельной добротности кварцевых резонаторов//Автореф. дисс. канд. тех. наук.-Л., 1960.
- Норенков И.П., Евстифеев Ю. А. Метод ВИМС^ и его использование для моделирования процессов в кварцевых генераторах // Радиотехника. —¦ 1989. -№ 71.-С. 93−96.
- Норенков И.П., Евстифеев Ю. А., Маничев В .Б. Метод стационарного анализа многопериодных электронных схем. // Радиотехника. 1987. — № 11. — С. 86−89. 4I
- Норенков И.П., Евстифеев Ю. А., Маничев В. Б. Метод ускоренного анализа многопериодных электронных схем. // Радиотехника. 1987. — №.2, С. 7174.
- Патент 2 447 336 РФ, МПК F16 °F 3/02, F16F15/00. Пространственная виброизолирующая подвеска / A.M. Гуськов, Г. Я. Пановко, А. Е. Шохин, Е.А.
- Коровайцева, A.M. Васильев, O.B. Бармина- Учреждение российской академии наук Институт машиноведения им. A.A. Благонравова РАН. Заявка № 2 010 108 319- Заяв. 05.03.2010- Опубл. 10.04.2012, Бюл. № 10.
- Платформа ИНТЕГРА: Электронный ресурс. fwww.ntmdt.ru/platform/ntegra). Проверено 23.01.12.
- Постриков В. М., Морозов Е. М. Механика разрушения твердых тел. — СПб.: «Профессия», 2002.- 320 с.
- Пьезоэлектрические резонаторы. Справочник. Под ред. Кандыбы Е. П., Позднякова П. Г. М., 1992. 288 с.
- Разевиг В.Д. Моделирование аналоговых электронных устройств на персональных ЭВМ. М. :Изд-во МЭИ, 1993. — 180 с.
- Рекомендация МЭК. Основной фазовый метод измерения резонансной частоты и эквивалентного последовательного сопротивления кварцевых резонаторов в П-образном четырехполюснике. Публикация 444, издание 1. — Научно-исследовательский институт, 1975.
- Риле Ф. Стандарты частоты. Принципы и приложения. -М.: Физматлит, 2009. 591 с.
- Самойлов B.C., Ковтуненко С. М., Колесник В. В., Постников И. Й. Спектральные характеристики линзовых пьезоэлементов // Электронная техника, сер. Радиокомпоненты. 1983. — Вып. З (52) -чс. 46−48.
- Симеон Э. А., Тарануха A.A. Оптимизация формы кварцевых резонаторов//Акустический журнал. Москва, 1993. — т.39, № 5.
- Смагин А.Г. Прецизионные кварцевые резонаторы. М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1964. V
- Смагин А.Г. Пьезоэлектрические резонаторы и их применение. М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1967.
- Смагин А.Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца икварцевые резонаторы. М.: «Энергия», 1970.
- Тарануха A.A. Расчет и оптимизация элементов высокочастотной вибротехники. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Харьков, 1993.
- Товстик П.Е. Свободные высокочастотные колебания пластин переменной толщины. Механика твердого тела, № 4 1994, стр. 162−170.
- Тюльпанов A.A. Технология производства кварцевых пластин. М., Госэнергоиздат, 1955.
- ФинкельВ.М. Физика разрушения.- М., Металлургия, 1970.
- Фукуе X. Проблемы, связанные с производством кварцевых генераторов, «Сеймицу Кикай». // Samiz Kikay. 1963. № 8. — С.557−562.
- Шейнман Е. Наномеханическая обработка. Обзор зарубежных исследований. Комплект: «ИТО», 10/2007, стр. 70−76.
- Шейнман Е. Пластичное резание хрупких материалов в нанодиапазоне. Обзор зарубежных исследований. Комплект: «ИТО», 12/2007,стр. 54−56. 4
- Шубников A.B. Кварц и его применение. М., Изд-во АН СССР, 1940.
- Шульга H.A., Болкисев A.M. Колебания пьезоэлектрических тел. Киев. «Наукова думка», 1990.
- Энциклопедический словарь Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона: Электронный ресурс. (dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauzefron/50 836/KBap4).1. Проверено 23.01.12.
- Ярославский М.И. Экспериментальные исследования методов повышения стабильности кварцевых резонаторов. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1959.
- Ярославский М.И. Физические основы и методы повышения стабильности кварцевых резонаторов. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1958. Л
- Ярославский М.И., Смагин А. Г. Конструирование, изготовление и применение кварцевых резонаторов. М.: «Энергия», 1971.
- Adachi Т., Hirose М., Tsuzuki Y. Computer analysis of colpitis crystal oscillator //Proc. of 39th ШЕЕ Annual Frequency Control Symposium. 1985. — P. 176 182.
- Addouche M., Ratier N., Gillet D., Brendel R., Lardet-Vieudrin F., Delporte j. ADOQ: a quartz crystal oscillator simulation software //Proc. of 2001 IEEE IFCS and PDA Exhibition. 2001. — P. 753−757.
- Alechno S. Advancing the analysis of microwave oscillators //Microwaves1. RF.-2000.-№ 6.-P. 55−67.
- Aprill T.J., Trick T.N. A computer algorithm to determine the steady-state response of nonlinear oscillators //IEEE Trans. Circuit Theory. 1972. — № 6. -vol. CT19.-P. 354−360.
- Aprill T J., Trick T.N. Steady-state analysis of nonlinear circuits with periodicinputs. // IEEE Trans. Circuit Theory. -1972. № 1. — v. 60. — P. 108−114.
- Atkinson B.K. Subcritical crack growth in geological materials // Journal of geophysical research.-1984.-vol. 89, № B6.-pp. 4077−4114.
- Benjaminson A. The design and analysis of VHF/UHF crystal oscillators // Proc. of 41st IEEE Annual Frequency Control Symposium. 1987. — P. 452−459.
- Besson R.D., Groslambert J.M., Walls F.L. Quartz crystal resonators and oscillators, resent developments and future trends// Ferroelectrics. 1982. Vol.43, pp.57.65. x
- Bonatti I.S., Peres P.L.D., Pomilio J.A. First harmonic analysis: a circuittheory point of view//IEEE Trans, on Education. 1996. — № 8. — P. 42−54.
- Brendel R. et al. Nonlinear modeling technique for quartz crystal oscillators // proc. 5th European Frequency and Time Forum. -1991. P. 287−292.
- Brendel R. et al. Nonlinear simulation of quartz crystal oscillators // Proc, 9
- European Frequency and Time Forum. -1995. — P. 244−250.-12 779. Brendel R. et.al. Transient simulation in quartz crystal oscillators // Proc. 11 European Frequency and Time Forum. — 1997. P. 176−182.
- Brendel R., Djian F., Robert E. High precision nonlinear computer modeling technique for quartz crystal oscillators // Proc. of 45th IEEE Annual Frequency Control Symposium.-1991.-P. 341−351. v
- Brendel R., Marianneau G., Blin Т., Brunei M. Computer aided design of quartz crystal oscillators// IEEE Trans, on UFFC. 1995. — № 4, vol. 42. — P. 700−708.
- Brendel R., Ratier N., Couteleau L., Marianneau G. Guillemot P. Slowly varying function method applied to quartz crystal oscillator transient calculation // IEEE Trans, on UFFC. 1998.-№ 2, vol. 45. — P. 520−526.
- Brendel R., Ratier N., Couteleau L., Marianneau G., Lardet-Vieudrin P., Guillemot P. Synthetic modeling of quartz crystal oscillator // Proc. of 1999 Joint Meeting EFTF-IEEE IFCS. 1999. — P. 758−761.
- Comsol: Электронный ресурс. (www.Comsol.com). Проверено 23.01.12.
- Cowdry D.R., Wilis J.R. Application of the finite element method to the vibrations of quartz plates // J. Acoust. Soc. Amer.-1974 v.56, № 1.- pp. 94−98.
- Denk G. Efficient simulation of a quartz oscillator circuit // Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik. — 1996. vol. 76. — P. 393−394.
- Fang F.Z., Vencatesh V.C. Diamond cutting of silicon with nanometric finish: CIRP ann., 47, 1998, pp. 45−49.
- Gohrig D. AC-Spice simulation of quartz crystal oscillator with the negative resistance model//Microwaves & RF. 1997. № 4. — P. 70−74.
- Gohrig D., Haffelder J. Simulation of pierce oscillators with digital inverters (on-chip oscillators) using the negative resistance model //Proc. of 12 European Frequency and Time Forum. 1998. — P. 186−192.
- Goldberg J. A simple way of characterizing high Q oscillators // Proc. of 42nd IEEE Annual Frequency Control Symposium. 1988. — P. 304−326.
- Gourary M., Ulyanov S., Zharov M., Rusakov S., Gullapalli K.K., Mulvaney B.J. Simulation of high-Q oscillators // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest.- 1998.-P. 1287−1295.
- Gubarev A.A., Kosykh A.V., Zayjalov S.A., Lepetaev A.N. SPICE simulation of high-Q crystal oscillators: single and dual-mode oscillator analysis // Proc. of the 2003 joint meeting IEEE IFCS and 17th EFTF. 2003. — P. 606−614.
- Hall T.M. Computer aided design and assembly of oscillators // Proc. of 36th IEEE Annual Frequency Control Symposium.- 1982. P. 507−512.
- HaradaK. An S-parameter transmission model approach to VCO analysis//RF Design. 1999. № 3. — P. 32−42.
- Hertl S., Wimmer L., Beness E. Investigation of the amplitude distribution of AT-cut quartz crystals // J. Acoust. Soc. Amer. 1985. vol. 76, № 4. -pp. 13 371 343.
- Holland R., EerNisse E.P. Design of resonant piezoelectric devices. The M.I.T. Press, Cambridge, Mass. 1979.-231 pp.
- Irwin G. Analysys of Stress and Strains near the End of a Crack Traversing a Plate // J. Appl. Mech. 1957. № 3. -P.361−364.
- Jimenez M.L., Gonzalez F.O. Accurate linear oscillator analysis and design // Microwave journal. 1996.-№ 6. — P. 22−26.
- Kagawa J., Arai H. Finite element calculation of electromechanical resonators.// J. Sound and Vibr.-1975.-Vol.39, № 3. pp.317−335.
- Lawn B. R., Evans A. G. A model for crack initiation in elastic/plastic indentation fields // Journal of Material Science.-1977.- Vdi. 12. P. 195−199.
- Liu K., Li X.P., Modeling of ductile cutting of tungsten carbide // Trans. NAMRI/SME.-2001.-Vol. XXIX.-pp. 252−258.
- Martin III R.J. Time dependent crack growth in quartz and its application to the creep of rocks. Massachusetts Institute of Technology, 1969.
- Mindlin R.D. High frequency vibrations of crystal plates // Quart. Appl.
- Math. -1951.-№ 190.- pp. 51−61.
- Mindlin R.D. High frequency vibrations of plated crystal plates // Progress in Appl. Mechanics.-1961.-pp. 73−84.
- Mindlin R.D., Lee P.C.Y. Thickness shear and flexural vibrations of partially plated crystal plates// Int. J. Solid Structures.-1966.-№ 2.- p. 125. i
- Mindlin R.D., Medic M.A. Extensional vibrations of elastic plates // J. Appl. Mech. Trans. ASME.-1959. № 26.-p. 561.
- Mindlin R.D., Spencer V.J. Anharmonic, thickness-twist overtones ofthickness-shear and flexural vibrations of rectangular, AT cut quartz plates //J.'
- Acoust. Soc. Amer., № 42, pp. 1268−1277. 1967.
- Moriwaki Т., Shamoto E., Inoue K. Ultraprecision ductile cutting of glass by applying ultrasonic vibration. CIRP ann., 41, 1992, pp. 141 -144.
- Nanomachining technology: Электронный ресурс., (serve.me.nus.edu.sg/nanomachining). Проверено 23.01.Ц.
- Pederson D.O. A historical review of circuit simulation // IEEE Trans. Circuits Sist- 1984. -№ 1. -vol. CAS-31. -P. 103−111.
- Petzold L.R. An efficient numerical method for highly oscillatory ordinary differential equations//Numerical Analysis. -1981.- № 3. v. 18. — P. 455−479.
- A. Pramanik, K.S. Neo, M. Rahman, X.P.Li, M. Sawa, Y. Maeda. Cutting performance of diamond tools during ultra-precision turning of electroless-nickelplated die materials // Journal of Materials Processing Technology 140 (2003) pp. 308−313.
- Puttie K.E., Whitmore L.C., Zhadan P., Gee A. E., Chao C.L. Energy scaling transitions in machining of silicon by diamond // Tribol. Int., 1995, pp.349 355.
- Savaria S., Champagne P. Linear simulators for use in oscillator design // Microwave Journal. 1995. — № 5. — P. 98−102.
- Scholz C.H. and Martin III RJ. Crack growth and static fatigue in quartz // Journal of the American ceramic society. 1971. Vol. 54, № 9. — p. 474.
- Skelboe S. Computation of the periodic steady-state response of nonlinear networks by extrapolation methods // IEEE Trans. Circuits Syst. 1980. № 3, vol. CAS-27.- P. 161−175.
- Stevens D.S., Tiersten H.F. An analysis of doubly-rotated contoured quartz crystal resonators // Proceedings of the 39th Annual Symposium on frequency control. 1985.-pp. 436−447.
- Tiersten H.F., Mindlin R.D. Forced vibrations of piezoelectric crystal plates//Quart. Appl. Math. 1962, № 20. — P. 107 — 110.