Кварцы в металлическом корпусе

14,993 + 599,720 кГц
1000 кГц Г328
1800 кГц THK
4500 (кГц ?)
12,73 МГц НИ-8
? МГц Г840, Д81
? МГц ГФ8
? МГц РКМ-3
? МГц 315Ф163, 333Ф107, 333Ф213 и т.п.

Наиболее распространённые типы герметизированных кварцевых резонаторов в металлическом корпусе выпускались в СССР по ГОСТ 6503-67 «Резонаторы кварцевые герметизированные на частоты колебаний от 0,75 до 100 МГц».

   Согласно этому стандарту резонаторы рассматриваемого класса должны выпускаться миниатюрные (на диапазон от 5 до 100 МГц) и малогабаритные (на весь диапазон частот).

   Они могут выполняться с жесткими выводами для вставления в панель (см. к примеру, РКМ-3), с мягкими выводами для непосредственной припайки в схеме и с жесткими лужеными выводами для подпайки к ним монтажных проводов.

   Кварцедержатели этих резонаторов состоят из двух частей: основания, на котором монтируется вся внутренняя конструкция изделия и пьезоэлектрический элемент, и кожуха (колпачка).

   Кожух чаще всего выполняют из нейзильбера (сплав МНЦ 15-20, 65% Cu + 15% Ni + 20% Zn) методом холодной вытяжки; толщину кожуха при вытяжке стараются довести до минимума, во всяком случае нежелательно, чтобы она превышала 0,3 мм.

   Материалом для изготовления основания обычно служит ковар (сплав Н29К18); достоинством этого сплава является то, что его коэффициент термического расширения близок к коэффициенту термического расширения стекол C-49-1 (3C-5Na) и С-49-2 (3С-5К), которые используются для изоляции наружных выводов резонатора, впекаемых в основание кварцедержателя.

   Внутренняя конструкция резонатора выполняется в разных вариантах.

   В частности, крепление кварцевой пластины (при толщинных колебаниях) нередко осуществляют с помощью двух спиральных пружинных зажимов (а) из бронзовой или стальной проволоки диаметром от 0,15 мм (преимущественно для стали) до 0,3 мм (фосфористая бронза типа бронзы БрОФ). Применяются и более «жесткие» держатели. Последние представляют собой либо пару разновысоких стоек из относительно жесткой никелевой проволоки диаметром 0,4—0,5 мм, согнутой в виде прямоугольного параллелограмма, одна из коротких сторон которого приваривается к внутреннему вводу контактного штырька, либо пару отрезков никелевых ленточек, также привариваемых к внутренней части штырька, на другом конце ленточки делается прорезь, в которую вставляется и затем припаивается кварцевая пластина (б и в).

   Монтаж кварцевых элементов на частоты ниже 1 МГц в держателях всех рассмотренных конструкций недопустим, поскольку такие элементы обладают уже довольно значительной массой; вследствие этого механическая прочность их крепления «на весу», с помощью одной лишь пары паяных соединений, на которые ложится вся нагрузка, недостаточна. В подобных случаях прибегают к закреплению кристалла с помощью специальных распорок (г).

   Основание кварцедержателя соединяется с кожухом обычно путем пайки мягким припоем. По давней традиции для этой цели пользуется эвтектический оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Поскольку при пайке для повышения прочности шва должно обеспечиваться затекание припоя между соединяемыми деталями под действием капиллярных сил, в конструкции рассматриваемого соединения предусматривается соответствующий зазор, величина которого должна быть около 0,1 мм. Если (как это обычно бывает) пайка осуществляется после предварительного облуживания соединяемых поверхностей кожуха и основания, то этот зазор может быть значительно меньшим. Во всех случаях зазор не должен превышать 0,25 мм, поскольку иначе капиллярные силы, обеспечивающие заполнив его припоем, не проявляются.

   Предварительное покрытие тонким слоем припоя участков, подлежащих спаиванию, производится для того, чтобы свести до минимума вероятность попадания паров флюса, используемого для очистки этих участков, внутрь резонатора. Поэтому сам процесс пайки желательно вести в вакууме или в инертной среде. Для обеспечения возможности свободного выхода газа из внутреннего объема резонатора в процессе пайки (если его герметизация производится не в вакууме), а также для последующего заполнения этого объема, в кожухе резонатора предварительно просверливают небольшое отверстие, которое запаивают уже по завершении всех других операций. Заполнение внутреннего объема резонатора, герметизация которого осуществляется мягкими припоями, каким-либо химическим малоактивным газом (азотом, лучше неоном или аргоном), а не его полная откачка необходимо потому, что мягкие припои не создают вакуумноплотного соединения.

   Газонаполнение резонатора даже инертными газами полностью не устраняет взаимодействие кристалла (тем более нанесенных на него электродов) с внешней средой. Поэтому все более жесткие требования, предъявляемые к необратимым изменениям параметров резонаторов с течением времени, обусловливали необходимость перехода к вакуумным конструкциям. Исторически первым способом решения этой проблемы был переход к вакуумным стеклянным резонаторам, но, с появлением достижений транзисторной техники в области создания вакуумноплотных соединений методом холодной сварки, резонаторы в металлических корпусах пережили второе рождение.

   Специфический вариант конструктивного исполнения резонаторов возник в связи с появлением аппаратуры, состоящей из этажерочных модулей. С этой целью были разработаны резонаторы, представляющие собой элементы таких модулей - так называемые керамические микроплаты. Однако, благодаря малым размерам пьезоэлемента частотный диапазон резонаторов-микроплат мог располагаться только в области достаточно высоких частот — не ниже примерно 5 МГц. Для резонаторов на более низкие частоты была разработана конструкция в виде металлического модуля со стандартными для "этажерок" размерами - поперечником 11х11 мм и высотой от 15 до 28 мм. Подобные кварцы получили широкое распространение в СССР и применялись не только в аппаратуре модульной конструкции: благодаря их небольшим размерам, весьма удобной форме, сравнительной простоте в производстве, а потому относительной дешевизне они нашли широкое применение в малогабаритных генераторах, фильтрах и т. п. Такие кварцы отличаются высокой механической прочностью, хорошими электрическими параметрами и могут выполняться на частоты по крайней мере от 100 до 800 кГц, а в отдельных случаях и на более высокие частоты, вплоть до 5 МГц.

14,993 и 599,720 кГц

Я объединил эти кварцы, посколько они имеют сходную конструкцию. Да и дата выпуска у них почти одинакова.

Исполнение у них весьма похоже на кварцы в карболитовом корпусе, но сам "стакан" выполнен из тонкостенного оребренного металла (алюминия?). Смысл этого оребрения, кстати, от меня ускользает - повышенное рассеивание тепла тут не ожидается, в качестве рёбер жёсткости тоже вряд ли...

Отличаются они размерами и конструкцией выводов.

Никакой маркировки, позволившей бы установить производителя, на них нет. Возможно это "Завод точных приборов" при НИИ точных приборов, ныне он называется "Этна". По крайней мере, кварцы в таком корпусе они точно выпускали. Кстати, это одно из первых отечественных кварцевых производств, создано оно было в 1943 году.

THK 1800 кГц

Вот какой-то кварц, судя по всему - импортный. Впрочем, из маркировки ясна только частота. Кварц как кварц, не было бы в нём ничего необычного... если бы не размеры. Среди обычных резонаторов в металлическом корпусе он выглядит Гулливером!

4500 (кГц ?)

Образец от Александра Назаренко. Интересен он тем, что по конструкции аналогичен распространённым кварцам в карболитовом корпусе с пластиной АТ-среза. Но вот в металле я пока не встречал подобных...

Кварц, видимо, заказной; никакой маркировки на нём нет. Единственная надпись - это карандашом от руки 4500 на пластине.

НИ-8 12,73 МГц

Алексей Абызов прислал фотографии старого кварца в необычном исполнении. Частота не маркирована, но по результатам измерений - 12,73 МГц.

Г328, Г840, Д81

Загадочные резонаторы, в массивном металлическом корпусе с ламповым октальным цоколем. Подробные параметры - а в большинстве случаев и никакие параметры - к сожалению, не известны.

Резонаторы в таком корпусе выпускал ленинградский завод имени Козицкого.

Из маркировки, как правило, только невнятное "Г840" и т.п. Однако встречаются и образцы с обозначенной частотой и производителем.


(фото Вадима Неважно)


(фото Вадима Неважно)

Я попробовал посмотреть внутреннее устройство такого резонатора. Первый этап вскрытия закончился довольно зверским отрыванием цоколя от внутренней части, но... это не приблизило меня к разгадке содержимого. Основная часть запаяна, выходит лишь два провода, один из которых контактирует с корпусом. Внутренний объём, по всей вероятности, герметизирован.

Прибегать к более деструктивным методам я не решился...

ГФ8

Кварц с неизвестными параметрами. В коллекцию он попал, поскольку это пока самый ранний известный мне кварцевый резонатор в "классическом" металлическом корпусе, таком же, как у широко распространенных ныне РК-170, РК-171, РГ-08 и тому подобных.

РКМ-3


(фото Игоря Еремина)

Кварц необычного типа. Причем частота не указана даже в паспорте, вместо неё прочерк. Такое иногда бывало, частоты кварцевых резонаторов могли быть секретными...

По крайней мере, судя по справочному листу, она лежит в диапазоне от 14 до 50 МГц.

Производитель - "Завод точных приборов" при НИИ точных приборов, ныне он называется "Этна".


(фото Игоря Еремина)


(фото Игоря Еремина)

315Ф163, 333Ф107, 333Ф213 и т.п.

Эти приборы нередко ставят в тупик радиолюбителей. Кодированное обозначение и необычный корпус делают их похожими... на что? не то на какие-то странные транзисторы, не то на фильтры...

Однако внутри находится обычный кварцевый резонатор.

Параметры их неизвестны.

Известно, по крайней мере, что резонаторы 333Ф201...333Ф223 применялись совместно с микросхемами 277ой серии в зенитно-ракетных комплексах С-300В.

Производитель - завод "Метеор" (г.Волжский).

Источники:

1. Резонаторы и фильтры пьезоэлектрические. Справочник. ВНИИ "Электронстандарт". 1980.

назад