JPH0319505A - 弾性表面波発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、弾性表面波遅延線または弾性表面波共振子を
用いた弾性表面波発振回路の改良に関し、特に、９０゜
の位相差を有する２つの搬送波信号を利用した変復調回
路に用いられる弾性表面波発振回路に関する６ 〔従来の技術〕 近年、ページャあるいはコードレス電話といった無線通
信装置の普及が著しい。これらの無線通信装置では、変
調方式として一般にＦＭまたはＰＭのような角度変調が
用いられていることが多い．角度変調方式の受信回路と
しては、従来より、スーパーヘテロダイン方式のものが
多用されている．スーパーへテログイン方式は、良好な
受信特性が実現されるものの、中間周波段を用いるもの
であるため、（ａ）クリスタル・フィルタのような高価
な周波数選択素子が必要であり、（ｂ）中間周波段まで
ＬＳＩ化することができないので小型化・低消費電力化
・低価椙化が困難であった。

これに対して、近年、ダイレクトコンバージョン方式と
いわれる変復調方式が提案されている。

この回路の一例が用いられた受信器の構成を第２図を参
照して説明する． アンテナｌで受信された高周波信号が、高周波増幅器２
により増幅され、高周波帯域フィルタ３で濾波される．
濾波された高周波信号は、混合器４及び５にそれぞれ与
えられる． 他方、搬送波発振器６で発生され、帯域フィルタ７で濾
波された搬送波信号が、バソファ・アンブ８を介して一
方の混合器５に与えられる．バッファ・アンプ８の出力
は９０゜移相器９にも与えられる．９０゜移相器９で位
相が９０゜ずらされた第２の搬送波信号がバンファ・ア
ンプｌＯを介してもう一方の混合器４に与えられる．混
合器４，５で直ちにヘースバンドに落とされた受信信号
は、それぞれ、ローバスフィルタ】】ｌ２に与えられる
，ローバスフィルタ１１．１２の後段には、増幅器１３
，１４、微分回路１５１６及び混合Ｒ１７．１８がｔｉ
続されており、混合器１７．１８の出力が差動増幅器ｌ
９で増幅されて復調出力が得られる。

上記構戒では、スーパーヘテロダイン方式の際に用いら
れる中間周波用フィルタを必要としないため、破線Ａで
示す部分以降の回路部すなわちベースバンド部以降の回
路部を、１チップのＬＳＩで構成することができる。

上記ダイレクト・コンバージョン方式の場合、搬送波発
振回路は、正確でかつ安定度の高い周波数搬送波信号を
発生するものであることが要求される．よって、具体的
には、第３図または第４図に示す搬送波発振回路が用い
られている。

ずなわら、第３図の発送波発振回路では、水晶発振子２
０を有する発振回路２１の発振信号をてい倍回路２２で
てい倍し、さらにタンク回路２３で特定の高調波を取出
している．なお、２４．２５はバッファ・アンフ゛を、
２６は９　０’　！多相器、２７．２８はレベル調整用
可変抵抗を示す。

他方、第４図の構或では、ＬＣ回路からなる電圧制御型
発振器３１が用いられており、該電圧制御型発振器３１
、ローバス・フィルタ３２、位相比較器３３及びデバイ
ダ３４によりＰ　Ｌ　Ｌ．ループが構成されている。３
５はＴＣＸＯを示し、３６は９０゜移相器、３７．３８
はレベルＡＩ！整用可変抵抗、３９、４０はバッファ・
アンプを示す。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕第３図に示した
搬送波発振回路では、水晶発振子２０及び発振回路２１
以外に、てい倍回路２２及びタンク回路２３等の複雑な
回路構成を必要とし、搬送波発振回路が大掛かりになる
という問題があった． また、第４図の電圧制御型発振器３１を用いた搬送波発
振器においては、ＰＬＬにより周波数精度が向上される
が、ＳＳＢ位相雑音特性がさほど良くないため、ＦＭ等
では、復調信号のＳ／Ｎ比が悪化するという問題がある
． さらに、ダイレクト・コンパージラン方式では、９０゜
の位相差を有する信号間のレベルのバランスが重要であ
り、９０゜移相器による損失の補償やレヘル調整をする
必要があり、このため前述のようなレヘル調整用可変抵
抗２７．２８．３７．３８のような多数の回路部品を必
要とする。

よって、本発明の目的は、比較的簡単な回路構戒で９０
゜の位相差を有する発振出力を安定にかつ正確に得るこ
とが可能な発振回路を提供することにある． Ｃ技術的課題を解決するための手段） 本発明は、増幅手段の帰還系に弾性表面波発振素子が挿
入されてなる弾性表面波発振回路を改良したものである
。すなわち、圧電基板上に、互いに間挿し合うくし歯電
極よりなる発振用トランスデューサが形成された弾性表
面波発振素子を該弾性表面波発振素子の挿入損失を超え
る利得を有する増幅手段の帰還系に挿入してなる弾性表
面波発振回路において、 上記圧電基板上に、発振用トランスデューサとは別に、
少なくとも２！Ｊ１の出力用トランスデューサが、発振
用トランスデューサで励振された表面波を受ける位置に
形成されており、かつこの少なくとも２組の出力用トラ
ンスデエーサの発振用トランスデューサからの距蹄を異
ならせることにより、９０゜の位相差を有する出力信号
を得るように構成したことを特徴とする． 上記弾性表面波発振素子としては、弾性表面波遅延線、
または弾性表面波共振子を用いたものを使用することが
できる． Ｃ作用〕 等価的Ｑの高い弾性表面波発振素子を用いて発振回路を
構成するものであるため、直接基本波を発振することが
でき、かつ発振信号のＳＳＢ位相雑音を低減することが
できる． のみならず、出力トランスデューサから取出される出力
信号は、発振用トランスデューサと出力用トランスデュ
ーサで構成される弾性表面波フィルタを経由して取出さ
れる。従って、高調波等のスブリアスを低減することが
できる． また、９０”位相差を有する出力信号が、弾性表面波装
置の電極構造により得られるため、出力レベルのばらつ
きも少なくなる． （実施例の説明］ 第１図は、本発明の一実施例の概略横威図を示す．第１
図を参照して、弾性表面波遅延線４ｌが増幅器４２の帰
還系に挿入されている．４３は移相器を示す． 弾性表面波遅延線４ｌは、圧電基板４４上に、第１，第
２の発振用トランスデューサ４５．４６を所定距離を隔
てて配置した構造を有する．各発振用トランスデューサ
４５．４６は、それぞれ、互いに間挿し合うくし歯電極
により構成されてい上述した増幅器４２は、発振用トラ
ンスデューサ４５．４６で構成された弾性表面波ａ延装
置の挿入ｔ員失よりも高い利得を有するように横威され
ている．従って、発振用トランスデューサ４５，４６を
有する弾性表面波遅延線と増幅器４２及び移相器４３と
により弾性表面波発振素子が構成されている。ここまで
は、公知の弾性表面波発振器と変わるところはない． 本実施例の特徴は、第２の発振用トランスデューサ４６
の表面波伝搬方向外側に第１，第２の出力用トランスデ
ューサ４７．４８が形成されていることにある． 各出力用トランスデューサ４７．４８もまた、互いに間
挿し合うくし歯電極により構成されており、但し、両出
力用トランスデューサ４７　４８の第２の発振用トラン
スデューサ４６からの表面波伝搬方向距Ｍｅ，，ｉｔが
異ならされている。

すなわち、７！１　とＡｔとの差が、励振される弾性表
面波の波長をλとしたとき、（１／４）！だけずらされ
ており、それによって出力用トランスデューサ４７．４
８から取出される出力信号間に９０゛の位相差が与えら
れている。

９０゜の位相差が、距Ｈｉ！＋．ｐ−ｔの差により与え
られるものであるため、出力用トランスデエーサ４７．
４８の構造を同一にしておけば、出力用トランスデュー
サ４７．４８から取出される出力信号間にレベル差はほ
とんど生しない。

なお、距Ｍｌ＋．ｌｔ　の差は、必ずしも■／４）λで
ある必要はなく、（ｎ±ｌ／４）λであれば、同様に９
０゜の位相差を得ることができる．また、出力用トラン
スデエーサ４７、４日にｔＩ｝￥される負荷の間に差が
あり、位相差が９０゜より若干ずれた場合には、このよ
うな負荷条件の差に応してｌ．，１２．を｛ｍ正しても
よい。

同様に、負荷条件の差等により両出力用トランスデュー
サ４７．４８の出力信号レヘルに差が生した場合には、
各出力用トランスデューサ４７．４８における電極交差
幅や対数を異ならせて補正してもよい． 要するに、実用状態において、出力用トランスデューサ
４７．４８の出力信号レヘルがほぼ同等となり、かつ両
出力信号間の位相差が９０゜となる限り、各出力用トラ
ンスデューサ４７　４８の電極構造や距離１＋，ｆ２ｘ
等は適宜変更することができる． 第１図実施例では、第１，第２の発振用トランスデュー
サ４５．４６で弾性表面波遅延装置が構成されており、
発振回路として動作すると共に、その発振回路の出力が
、第２の発振用トランスデューサ４６と出力用トランス
デューサ４７　４８とで構成される弾性表面波フィルタ
を介して出力されることになる．よって、高調波等のス
プリアスが抑圧された出力信号が出力用トランスデュー
サ４７．４８から取出され得る． 従って、弾性表面波素子１個に、発振素子、バンドバス
フィルタ及び移相器の３つのｉ能が持たせられているこ
とがわかる． 発振用トランスデューサのうち、励振側のトランスデュ
ーサ４６で励振された表面波のエネルギを有効に利用す
るために、出力用トランスデューサ４７．４８は、励振
用トランスデューサ４６を挟んで、トランスデューサ４
５と反対側に配置するのが望ましい． なお、第１図実施例では、第Ｉの発振用トランスデュー
サ４５の表面波伝國方向外側にも所定距離を隔てて第３
の出力用トランスデューサ４９が形成されている．この
第３の出力用トランスデューサ４９は、必ずしも本発明
に必須の構成ではないが、該出力用トランスデューサ４
９を形成することにより、モニタ出力信号を取出すこと
ができ、例えばＩ）　Ｌ　Ｌ動作用に該モニタ出力信号
をｉｌ用することが可能である。

第５図は、本発明の第２の実施例の概略構成を示す図で
ある．ここでは、圧電基板４４上に、第１の発振トラン
スデューサ４５を挟んで対称な位置に２個の第２の発振
用トランスデューサ４６ａ４６ｂが形成されている．２
個の第２の発振用トランスデューサ４６ａ，４６ｂは、
第１の発振用トランスデューサ４５を挟んで斜対称に配
置されていてもよい． また、第２の発振用トランスデューサ４６ａ．４６ｂの
第１の発振用トランスデューサ４５からの距離は１／２
波長の整数倍ずれていてもよい。

本実施例では、弾性表面波発振器を構成する遅延装置に
おいて、第１の発振用トランスデューサ４５の両側に第
２の発振用トランスデューサ４６ａ．４６ｂが形成され
ているので、双方向性田失が低減される．従って、弾性
表面波遅延装置の挿入用失が低下されているため、より
発振が容易とされている． 他の構造は、第１図に示した実施例と同様であるため、
相当の部分には相当の参照番号を付することによりその
説明は省略する。

第１図に示した実施例では、弾性表面波遅延装置を低損
失化した場合、発振用トランスデューサ４５．４６にお
ける電極間多重反射が大きくなり、遅延線の位相特性が
歪み、発振周波数が不安定となるおそれがある．これに
対して、第５図実施例では、第１の発振用トランスデュ
ーサ４５とのインピーダンス整合を取ることにより、電
極間多重反射が低減されるため、低田失化が図られ得る
．なお、第５図実施例では、発振用トランスデューサは
３個形成されていたが、５個あるいは７個以上の発振用
トランスデューサを設けてもよい。

第６図は、本発明の第３の実施例の概略構成図である．
ここでは、圧電基板４４上に、第５図実施例と同様に、
第１の発振用トランスデューサ４５及び２個の第２の発
振用トランスデューサ４６ａ，４６ｂが形成されて弾性
表面波遅延線が構成されている． 第５図実施例と異なるところは、出力用トランスデュー
サ４７．４８が、第２の発振用トランスデューサ４６ａ
，４６ｂの外側にそれぞれ所定距離を隔てて形成されて
いることにある．すなわち、出力用トランスデューサ４
７．４８は第１，第２の発振用トランスデューサ４５．
４６ａ，４６ｂを挟んで反対側に配置されている．従っ
て、双方向性に起因する損失が低減されている．なお、
出力用トランスデューサ４７．４８から取出される出力
信号間に与えられる９０”の位相差は、図示の距離１＋
．ｌｔを（ｎ±１／４）λ異ならせることにより形成さ
れている．なお、第１〜第３の実施例において、出力用
トランスデューサの表面波伝搬方向外側に、反射器を設
けることにより、弾性表面波の漏洩を低減し、それによ
って、より一層低損失化を図ることも可能である． また、第１〜第３の実施例では、吸音材やバノケージ等
は図示の関係上省略してあることを指摘しておく． さらに、シールド電極の形成、トランスデューサのくし
歯電極への重み付け、スプリット電極の採用等、通常の
弾性表面波装置において用いられている特性改善技術を
適宜用いてもよい．第７図は、本発明の第４の実施例の
概略構成図である．圧１１ｇ板４４の中央に、互いに間
押し合うくし歯電極よりなるトランスデューサ５１が形
成されている．本実施例では、このトランスデューサ５
１のインピーダンス特性を利用して、すなわち弾性表面
波共振子を用いた発振回路が構成されている． トランスデューサ５ｌの一方のくし歯電極と他方のくし
歯電極との間には、コルビッツ型発振回路５２が接続さ
れて発振回路が４１威されている．この様な発振回路に
おいても増幅回路の帰還系に弾性表面波素子が挿入され
た発振回路と見做し得るのは言うまでもない。

他方、トランスデューサ５１の表面波伝搬方向両側には
、出力用トランスデューサ４７．４８が距離ｌ．，１２
を隔ててそれぞれ形成されている．出力用トランスデュ
ーサ４７．４８の表面波伝殿方向外側には、それぞれ、
グレーティング反射Ｈ５３，５４が形成されている。

出力用トランスデューサ４７．４８は、本実施例では、
弾性表面波共振子中に挿入された構成とされており、従
って共振子の定在波を検出するように横威されている。

出力用トランスデューサ４７．４８の定在波との位置関
係をずらすことにより、すなわち距離ｌ？，ｌ２を異な
らせることにより、出力用トランスデューサ４１．４８
から取出される出力信号間に９０゜の位相差が与えられ
ている。

距１ｍｌｌ　ｌｇの異ならせ方は、第１の実施例と同様
であるが、より好ましくは、定在波に対して出力用トラ
ンスデューサ４７．４８をそれぞれ±４５゜　（１／８
波長）ずらずのが好ましい。定在波に対して０°あるい
は９０″ずれた場合には、出力レヘルが大きく変動ずる
ことになるからである． なお、反射器５３．５４の効果が余り無い場合には、定
在波が発生しないため、距＠ｌ，，！！■の差は、相対
的に９０゜ずれるだけでよい．また、出力用トランスデ
ューサ４７．４８を、グレーティング反射器５３．５４
中に埋め込むような形状に構成してもよい．さらに、出
力用トランスデューサ４７．４８は、表面波伝搬路を二
分する形で、第１の実施例のように表面波伝搬方向と直
交する方向に並設してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、発振回路が等価的にＱの高
い弾性表面波遅延線または弾性表面波共振子を用いて構
成される．従って、基本波を直接発振することができ、
かつ発振信号のＳＳＢ位相雑音を効果的に低減すること
ができる。

また、弾性表面波共振子または弾性表面波遅延線から弾
性表面波フィルタを介して出力用トランスデューサより
出力信号が取出されることになるため、高調波等のスプ
リアスを低滅することも可能である． さらに、出力用トランスデューサの発振用トランスデュ
ーサからの距離の差に基づいて、９０゜の位相差を有す
る出力信号が得られるため、出力信号間の位相差及び出
力レヘルハランスが電極構造により決定される．よって
、位相差及び出力レヘルのばらつきも少なく、無調整化
を図ることが可能となる． 従って、本発明によれば、発振素子、バンドバスフィル
タ及び享多相器の３つの機能が１チップ化され得るため
、小型化・軽量化及び低価格化を果たすことができる。

本発明の弾性表面波発振回路は、ダイレクト・コンバー
ジョン方式の変復調回路のみならず、４層一ＰＳＫ変復
調回路やＳＳＢ変調回路等の、９０゜の位相差出力を発
生する発振回路を必要とする各種変復調回路に適用する
ことができることを指摘しておく。

【図面の簡単な説明】

第！図は本発明の第１の実施例の弾性表面波発振回路の
概略横威図、第２図はダイレクト・コンバージョン方式
の受信機の復調回路を説明するための回路図、第３図及
び第４図は従来の搬送波発振回路を説明するための各回
路図、第５図は本発明の第２の実施例弾性表面波発振回
路の概略構成図、第６図は本発明の第３の実施例の弾性
表面波発振回路の概略構成図、第７図は本発明の第４の
実施例の弾性表面波発振回路の概略構成図である。 図において、４１は弾性表面波遅延線、４２は増幅器、
４４は圧電基板、４５は第１の発振用トランスデューサ
、４６は第２の発振用トランスデューサ、４７．４８は
出力用トランスデューサを示す． ２６＝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板と、該圧電基板上に形成されており、か
   つ互いに間挿し合うくし歯電極よりなる発振用トランス
   デューサとを有する弾性表面波発振素子と、 前記弾性表面波発振素子の挿入損失を超える利得を有す
   る増幅手段とを備え、該増幅手段の帰還系に前記弾性表
   面波発振素子が挿入された弾性表面波発振回路において
   、 前記圧電基板上に、前記発振用トランスデューサとは別
   に、互いに間挿し合うくし歯電極よりなる少なくとも２
   組の出力用トランスデューサが、発振用トランスデュー
   サで励振された表面波を受け得る位置に形成されており
   、かつ 該少なくとも２組の出力用トランスデューサの発振用ト
   ランスデューサからの表面波伝搬方向距離が異ならされ
   ることにより、少なくとも２組の出力トランスデューサ
   から取出される出力信号間に９０゜の位相差が得られる
   ように構成されている、弾性表面波発振回路。
2. （２）前記弾性表面波発振素子が、圧電基板上に第１、
   第２の発振用トランスデューサを所定距離を隔てて形成
   してなる弾性表面波遅延線により構成されている請求項
   １に記載の弾性表面波発振回路。
3. （３）少なくとも２組の前記第１の発振用トランスデュ
   ーサが、少なくとも１組の前記第２の発振用トランスデ
   ューサを挟んで対称的にまたは斜対称的に配置されてい
   る、請求項２に記載の弾性表面波発振回路。
4. （４）少なくとも２組の前記出力用トランスデューサが
   、第１または第２の発振用トランスデューサを挟んで対
   称的に配置されており、該第１または第２の発振用トラ
   ンスデューサからの表面波伝搬方向距離の差により、出
   力信号間に９０゜の位相差が与えられる、請求項２に記
   載の弾性表面波発振回路。
5. （５）２組の前記出力取出し用トランスデューサが、表
   面波伝搬方向と直交する方向に並設されており、２組の
   出力用トランスデューサの第１または第２の発振用トラ
   ンスデューサからの表面波伝搬方向距離の差により、出
   力信号間の位相差が９０゜とされている、請求項２に記
   載の弾性表面波発振回路。
6. （６）前記弾性表面波発振素子は発振用トランスデュー
   サが、互いに間挿し合う１組のくし歯電極よりなる弾性
   表面波共振子で構成されている、請求項１に記載の弾性
   表面波発振回路。