JPH0331283B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0331283B2 JPH0331283B2 JP58159676A JP15967683A JPH0331283B2 JP H0331283 B2 JPH0331283 B2 JP H0331283B2 JP 58159676 A JP58159676 A JP 58159676A JP 15967683 A JP15967683 A JP 15967683A JP H0331283 B2 JPH0331283 B2 JP H0331283B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- input
- output
- piezoelectric
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/566—Electric coupling means therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
発明の分野
この発明は、二重モードのエネルギ閉込め型厚
み振動モードを利用する圧電共振部品に関し、特
に電極形状が改良された圧電共振部品に関する。 従来技術の説明 従来より、二重モードのエネルギ閉込め型厚み
振動モードを利用した圧電共振部品が、フイルタ
およびFMデイスクリミネータなどに用いられて
いる。第1図は、従来のこの種の圧電共振部品の
一例としての圧電フイルタを示す平面図である。
この圧電フイルタ1は、表面に対向配置された入
力電極2および出力電極3と、裏面に形成された
共通接地電極4とを有する、圧電基板5からな
る。 ところで、圧電フイルタ1の通過帯域幅は、分
極度、圧電基板5を構成する材料の固有の結合係
数、各電極2,3,4の大きさならびに入出力電
極間ギヤツプg(第1図を参照)により決定され
る。このうち帯域幅に最も大きく影響する因子
は、入出力電極間ギヤツプgである。広帯域特性
を有するフイルタを得る場合には、この入出力電
極間ギヤツプgは可能な限り小さくしなければな
らない。通常のスキージ印刷法では比帯域幅0.9
〜3.5%が得られている。しかしながらより広帯
域の圧電フイルタを実現するには、スキージ印刷
に代わりフオトエツチング法が用いられる。もつ
とも、フオトエツチング法によつても入出力電極
間ギヤツプgを小さくするには限界があり、比帯
域幅4.5%がその上限であつた。他方、現実の用
途では、より広い通過帯域幅が求められている。
したがつてフオトエツチング法を用いたとしても
十分な帯域幅を得ることは実現されておらず、し
かもフオトエツチング法では高価な設備を必要と
しかつ量産性に劣るという欠点があつた。 それゆえに、従来、LC同調回路を用いること
により広帯域幅を実現していた。しかしながら、
LC同調回路を用いているため、比帯域幅こそ向
上したが、煩雑なチユーニングを必要とするこ
と、部品全体が大きくなること、ならびに磁心を
有するため周囲の回路への磁力線障害を与えるこ
となどの欠点を免れ得なかつた。 発明の目的 この発明の目的は、上述の欠点を解消し、従来
から存在する材料および設備を用いて製造するこ
とができる広帯域特性を有する圧電共振部品を提
供することにある。 発明の構成 この発明は、要約すれば、入出力電極が相互に
間挿するように配置された複数の電極部より構成
されており、入力電極の複数の電極部および出力
電極の複数の電極部は、それぞれ、圧電基板上で
互いに接続され、それによつて、各電極部と共通
接地電極とにより構成される複数の圧電共振部が
相互に結合され、さらに、前記互いに接続された
入力電極の複数の電極部は入力端子に引き出さ
れ、かつ前記互いに接続された出力電極の複数の
電極部は出力端子に引き出されていることを特徴
とする、圧電共振部品である。 この発明のその他の特徴は、図面を参照して行
なう以下の実施例の説明により明らかとなろう。 実施例の説明 第2図および第3図は、この発明の一実施例の
平面図および底面図を示す。この発明の特徴は、
圧電基板15の一方面上に形成された入力電極1
2および出力電極13の形状にある。すなわち入
力電極12および出力電極13は、それぞれ、複
数の電極部12a,12b,12c,12d,1
3a,13b,13c,13dから構成されてい
る。そして入力電極12の各電極部12a,12
b,12c,12dと、出力電極13aの各電極
部13a,13b,13c,13dは、相互に間
挿するように対向配置されている。各電極部12
a,12b,12c,12d,13a,13b,
13c,13dは、第2図から明らかなように、
並列に接続されており、それぞれ、入力電極17
および出力端子18に引き出されている。 他方、第3図から明らかなように、圧電基板1
5の他方面上には共通接地電極14が形成されて
いる。この共通接地電極14も、複数の電極部1
4a…14hより構成されている。各電極部14
a…14hは、入力電極12および出力電極13
の各電極部12a…12d,13a…13dと表
裏対向するような大きさおよび位置に形成されて
いる。そして各共通電極部14a…14hは相互
に接続されており、共通接地端子19に引き出さ
れている。 ところで、第2図および第3図に示した実施例
は、中心周波数10.7MHzフイルタについての例を
示すものであり、ここでは各電極部の寸法は、W
=0.4mm、L=0.8mm、g=0.2mmである。したがつ
て、通常のスキージ印刷法により各電極12,1
3,14を形成することができ、高価な設備を用
意する必要はなく、かつ特殊な製造方法が要求さ
れることもない。しかも、従来から通常用いられ
ている材料により圧電基板15ならびに各電極1
2,13,14を形成し得るので、材料の開発に
多額の費用および時間を要することもない。 次に、第2図および第3図に示した実施例の利
点につき説明する。第4図は、第2図および第3
図に示した実施例の接続状態を示す模式的側面図
である。第4図から明らかなように、この実施例
では入出力電極12,13の各電極部と共通接地
電極14の各電極部とにより構成される複数の圧
電共振部が相互に結合されている。たとえば(1
2b−14c)の電極部対に着目すると、隣接す
る2個の電極対(13a−14b)および(13
b−14d)に結合していることがわかる。とこ
ろで、第1図に示した従来の圧電フイルタ1で
は、(入力電極2−共通接地電極4に入力電極2
と表裏対向する部分)と(出力電極3−共通接地
電極4の出力電極3と表裏対向する部分)の2個
の電極対間の結合しか利用されていなかつた。し
たがつて、この実施例によれば従来の圧電フイル
タ1の2倍の結合係数が得られることがわかるで
あろう。通常、圧電フイルタの入出力電極間の電
気機械結合係数Kと、比帯域幅Bとの間には、B
∝Kの関係が存在する。それゆえに、この実施例
によれば、比帯域幅に影響する他の条件を同一と
し、入出力電極のみを上述のように構成すれば、
比帯域幅は理論的には2倍になることがわかる。 次に、フオトエツチングにより入出力電極間ギ
ヤツプgを0.05mmにしたときの従来の圧電フイル
タと、第2図および第3図に示した実施例の圧電
フイルタの特性を比較する。第5図は、従来の圧
電フイルタの振幅および位相特性を示す図であ
り、第6図は第2図および第3図に示した実施例
の圧電フイルタの振幅および位相特性を示す図で
ある。また、両者の特性についての測定結果を下
記の表に示す。
み振動モードを利用する圧電共振部品に関し、特
に電極形状が改良された圧電共振部品に関する。 従来技術の説明 従来より、二重モードのエネルギ閉込め型厚み
振動モードを利用した圧電共振部品が、フイルタ
およびFMデイスクリミネータなどに用いられて
いる。第1図は、従来のこの種の圧電共振部品の
一例としての圧電フイルタを示す平面図である。
この圧電フイルタ1は、表面に対向配置された入
力電極2および出力電極3と、裏面に形成された
共通接地電極4とを有する、圧電基板5からな
る。 ところで、圧電フイルタ1の通過帯域幅は、分
極度、圧電基板5を構成する材料の固有の結合係
数、各電極2,3,4の大きさならびに入出力電
極間ギヤツプg(第1図を参照)により決定され
る。このうち帯域幅に最も大きく影響する因子
は、入出力電極間ギヤツプgである。広帯域特性
を有するフイルタを得る場合には、この入出力電
極間ギヤツプgは可能な限り小さくしなければな
らない。通常のスキージ印刷法では比帯域幅0.9
〜3.5%が得られている。しかしながらより広帯
域の圧電フイルタを実現するには、スキージ印刷
に代わりフオトエツチング法が用いられる。もつ
とも、フオトエツチング法によつても入出力電極
間ギヤツプgを小さくするには限界があり、比帯
域幅4.5%がその上限であつた。他方、現実の用
途では、より広い通過帯域幅が求められている。
したがつてフオトエツチング法を用いたとしても
十分な帯域幅を得ることは実現されておらず、し
かもフオトエツチング法では高価な設備を必要と
しかつ量産性に劣るという欠点があつた。 それゆえに、従来、LC同調回路を用いること
により広帯域幅を実現していた。しかしながら、
LC同調回路を用いているため、比帯域幅こそ向
上したが、煩雑なチユーニングを必要とするこ
と、部品全体が大きくなること、ならびに磁心を
有するため周囲の回路への磁力線障害を与えるこ
となどの欠点を免れ得なかつた。 発明の目的 この発明の目的は、上述の欠点を解消し、従来
から存在する材料および設備を用いて製造するこ
とができる広帯域特性を有する圧電共振部品を提
供することにある。 発明の構成 この発明は、要約すれば、入出力電極が相互に
間挿するように配置された複数の電極部より構成
されており、入力電極の複数の電極部および出力
電極の複数の電極部は、それぞれ、圧電基板上で
互いに接続され、それによつて、各電極部と共通
接地電極とにより構成される複数の圧電共振部が
相互に結合され、さらに、前記互いに接続された
入力電極の複数の電極部は入力端子に引き出さ
れ、かつ前記互いに接続された出力電極の複数の
電極部は出力端子に引き出されていることを特徴
とする、圧電共振部品である。 この発明のその他の特徴は、図面を参照して行
なう以下の実施例の説明により明らかとなろう。 実施例の説明 第2図および第3図は、この発明の一実施例の
平面図および底面図を示す。この発明の特徴は、
圧電基板15の一方面上に形成された入力電極1
2および出力電極13の形状にある。すなわち入
力電極12および出力電極13は、それぞれ、複
数の電極部12a,12b,12c,12d,1
3a,13b,13c,13dから構成されてい
る。そして入力電極12の各電極部12a,12
b,12c,12dと、出力電極13aの各電極
部13a,13b,13c,13dは、相互に間
挿するように対向配置されている。各電極部12
a,12b,12c,12d,13a,13b,
13c,13dは、第2図から明らかなように、
並列に接続されており、それぞれ、入力電極17
および出力端子18に引き出されている。 他方、第3図から明らかなように、圧電基板1
5の他方面上には共通接地電極14が形成されて
いる。この共通接地電極14も、複数の電極部1
4a…14hより構成されている。各電極部14
a…14hは、入力電極12および出力電極13
の各電極部12a…12d,13a…13dと表
裏対向するような大きさおよび位置に形成されて
いる。そして各共通電極部14a…14hは相互
に接続されており、共通接地端子19に引き出さ
れている。 ところで、第2図および第3図に示した実施例
は、中心周波数10.7MHzフイルタについての例を
示すものであり、ここでは各電極部の寸法は、W
=0.4mm、L=0.8mm、g=0.2mmである。したがつ
て、通常のスキージ印刷法により各電極12,1
3,14を形成することができ、高価な設備を用
意する必要はなく、かつ特殊な製造方法が要求さ
れることもない。しかも、従来から通常用いられ
ている材料により圧電基板15ならびに各電極1
2,13,14を形成し得るので、材料の開発に
多額の費用および時間を要することもない。 次に、第2図および第3図に示した実施例の利
点につき説明する。第4図は、第2図および第3
図に示した実施例の接続状態を示す模式的側面図
である。第4図から明らかなように、この実施例
では入出力電極12,13の各電極部と共通接地
電極14の各電極部とにより構成される複数の圧
電共振部が相互に結合されている。たとえば(1
2b−14c)の電極部対に着目すると、隣接す
る2個の電極対(13a−14b)および(13
b−14d)に結合していることがわかる。とこ
ろで、第1図に示した従来の圧電フイルタ1で
は、(入力電極2−共通接地電極4に入力電極2
と表裏対向する部分)と(出力電極3−共通接地
電極4の出力電極3と表裏対向する部分)の2個
の電極対間の結合しか利用されていなかつた。し
たがつて、この実施例によれば従来の圧電フイル
タ1の2倍の結合係数が得られることがわかるで
あろう。通常、圧電フイルタの入出力電極間の電
気機械結合係数Kと、比帯域幅Bとの間には、B
∝Kの関係が存在する。それゆえに、この実施例
によれば、比帯域幅に影響する他の条件を同一と
し、入出力電極のみを上述のように構成すれば、
比帯域幅は理論的には2倍になることがわかる。 次に、フオトエツチングにより入出力電極間ギ
ヤツプgを0.05mmにしたときの従来の圧電フイル
タと、第2図および第3図に示した実施例の圧電
フイルタの特性を比較する。第5図は、従来の圧
電フイルタの振幅および位相特性を示す図であ
り、第6図は第2図および第3図に示した実施例
の圧電フイルタの振幅および位相特性を示す図で
ある。また、両者の特性についての測定結果を下
記の表に示す。
【表】
上述の表から明らかなように、この実施例によ
れば、従来のフオトエツチング法により形成され
た圧電フイルタに比べて、比帯域幅を約1.56倍大
きくすることができ、通過帯域幅を飛躍的に拡げ
得ることがわかる。また、第5図および第6図の
位相特性から、この実施例の圧電フイルタでは、
従来のものに比べて位相の直線変化領域が広いこ
とがわかる。したがつて位相検波型のFM復調器
としても好適に使用し得ることができる。 さらに、第2図および第3図に示した実施例で
は、第7図に示すように、対称モード(Sモー
ド)および斜め対称モード(Aモード)の二重モ
ード特性を示す。したがつて従来の圧電フイルタ
と全く同一の取扱いが可能である。 なお、上述した第2図および第3図に示した実
施例では、共通接地電極14もまた複数個の電極
部14a…14hから構成されていたが、この発
明はこれに限られるものではなく、たとえば第8
図に示すように共通接地電極14は、入力電極お
よび出力電極の各電極部の表裏対向するようにさ
え構成されておれば単一の電極部から構成されて
いてもよい。 発明の効果 以上のように、この発明によれば、入力電極お
よび出力電極が相互に間挿するように配置された
複数の電極部より構成されており、入力電極の複
数の電極部および出力電極の複数の電極部は、そ
れぞれ、圧電基板上で互いに接続され、それによ
つて、各電極部と共通接地電極とにより構成され
る複数の圧電共振部が相互に結合されているた
め、従来から知られている公知の圧電材料を用
い、かつ従来の設備・製造方法を利用して、通過
帯域幅が飛躍的に拡げられた圧電共振部品を実現
することが可能となる。 この発明は、フイルタのみならずデイスクリミ
ネータなど様々な圧電共振部品に利用し得ること
を指摘しておく。
れば、従来のフオトエツチング法により形成され
た圧電フイルタに比べて、比帯域幅を約1.56倍大
きくすることができ、通過帯域幅を飛躍的に拡げ
得ることがわかる。また、第5図および第6図の
位相特性から、この実施例の圧電フイルタでは、
従来のものに比べて位相の直線変化領域が広いこ
とがわかる。したがつて位相検波型のFM復調器
としても好適に使用し得ることができる。 さらに、第2図および第3図に示した実施例で
は、第7図に示すように、対称モード(Sモー
ド)および斜め対称モード(Aモード)の二重モ
ード特性を示す。したがつて従来の圧電フイルタ
と全く同一の取扱いが可能である。 なお、上述した第2図および第3図に示した実
施例では、共通接地電極14もまた複数個の電極
部14a…14hから構成されていたが、この発
明はこれに限られるものではなく、たとえば第8
図に示すように共通接地電極14は、入力電極お
よび出力電極の各電極部の表裏対向するようにさ
え構成されておれば単一の電極部から構成されて
いてもよい。 発明の効果 以上のように、この発明によれば、入力電極お
よび出力電極が相互に間挿するように配置された
複数の電極部より構成されており、入力電極の複
数の電極部および出力電極の複数の電極部は、そ
れぞれ、圧電基板上で互いに接続され、それによ
つて、各電極部と共通接地電極とにより構成され
る複数の圧電共振部が相互に結合されているた
め、従来から知られている公知の圧電材料を用
い、かつ従来の設備・製造方法を利用して、通過
帯域幅が飛躍的に拡げられた圧電共振部品を実現
することが可能となる。 この発明は、フイルタのみならずデイスクリミ
ネータなど様々な圧電共振部品に利用し得ること
を指摘しておく。
第1図は、従来の圧電共振部品の一例としての
圧電フイルタを示す平面図である。第2図および
第3図は、この発明の一実施例の圧電共振部品の
平面図および底面図を示す。第4図は、第2図お
よび第3図に示した実施例の接続状態を示す模式
的側面図である。第5図は、従来の圧電フイルタ
の振幅、位相特性を示す図である。第6図は、第
2図および第3図に示した実施例の振幅、位相特
性を示す図である。第7図は、第2図および第3
図に示した実施例の振動モードを示す図である。
第8図は、共通接地電極の他の例を示すための底
面図である。 12……入力電極、12a,12b,12c,
12d……入力電極の電極部、13……出力電
極、13a,13b,13c,13d……出力電
極の電極部、14……共通接地電極、15……圧
電基板。
圧電フイルタを示す平面図である。第2図および
第3図は、この発明の一実施例の圧電共振部品の
平面図および底面図を示す。第4図は、第2図お
よび第3図に示した実施例の接続状態を示す模式
的側面図である。第5図は、従来の圧電フイルタ
の振幅、位相特性を示す図である。第6図は、第
2図および第3図に示した実施例の振幅、位相特
性を示す図である。第7図は、第2図および第3
図に示した実施例の振動モードを示す図である。
第8図は、共通接地電極の他の例を示すための底
面図である。 12……入力電極、12a,12b,12c,
12d……入力電極の電極部、13……出力電
極、13a,13b,13c,13d……出力電
極の電極部、14……共通接地電極、15……圧
電基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一方面上に対向配置された入力電極および出
力電極を有し、他方面上に前記入力電極および出
力電極と表裏対向するように形成された共通接地
電極を有する圧電基板からなり、二重モードのエ
ネルギ閉込め型厚み振動モードを利用する圧電共
振部品において、 前記入力電極および出力電極が相互に間挿する
ように配置された複数の電極部より構成されてお
り、入力電極の複数の電極部および出力電極の複
数の電極部は、それぞれ、圧電基板上で互いに接
続され、それによつて、各電極部と共通接地電極
とにより構成される複数の圧電共振部が相互に結
合され、さらに、前記互いに接続された入力電極
の複数の電極部は入力端子に引き出され、かつ前
記互いに接続された出力電極の複数の電極部は出
力端子に引き出されていることを特徴とする、圧
電共振部品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159676A JPS6051016A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 圧電共振部品 |
| US06/642,809 US4581556A (en) | 1983-08-30 | 1984-08-21 | Double thickness mode energy trapped piezoelectric resonating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159676A JPS6051016A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 圧電共振部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6051016A JPS6051016A (ja) | 1985-03-22 |
| JPH0331283B2 true JPH0331283B2 (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=15698894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159676A Granted JPS6051016A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 圧電共振部品 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4581556A (ja) |
| JP (1) | JPS6051016A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075651A (en) * | 1990-02-15 | 1991-12-24 | Motorola, Inc. | VHF wide-bandwidth low impedance monolithic crystal filter having bridged electrodes |
| EP0499539B1 (en) * | 1991-02-12 | 1997-10-08 | Fujitsu Limited | Piezoelectric transformer showing a reduced input impedance and step-up/step down operation for a wide range of load resistance |
| US5371430A (en) * | 1991-02-12 | 1994-12-06 | Fujitsu Limited | Piezoelectric transformer producing an output A.C. voltage with reduced distortion |
| EP1384272B1 (de) * | 2001-04-30 | 2005-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Weiterkontaktierung für ein elektrisches bauteil sowie piezoelektrisches bauteil in vielschichtbauweise |
| US6856073B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-02-15 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electro-active device using radial electric field piezo-diaphragm for control of fluid movement |
| US6919669B2 (en) | 2002-03-15 | 2005-07-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electro-active device using radial electric field piezo-diaphragm for sonic applications |
| US7038358B2 (en) * | 2002-03-15 | 2006-05-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electro-active transducer using radial electric field to produce/sense out-of-plane transducer motion |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3697788A (en) * | 1970-09-30 | 1972-10-10 | Motorola Inc | Piezoelectric resonating device |
| JPS594171Y2 (ja) * | 1975-10-22 | 1984-02-06 | オクノ トシカズ | トメリング |
| US4365181A (en) * | 1979-07-18 | 1982-12-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator with damping electrodes |
| US4356421A (en) * | 1980-03-25 | 1982-10-26 | Tohoku Metal Industries, Ltd. | Piezoelectric resonators of an energy-trapping type of a width extensional vibratory mode |
| US4469976A (en) * | 1982-07-06 | 1984-09-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Single-side connected transducer |
| US4481488A (en) * | 1982-11-08 | 1984-11-06 | Motorola, Inc. | Trapped energy resonator for oscillator and multiple resonator applications |
-
1983
- 1983-08-30 JP JP58159676A patent/JPS6051016A/ja active Granted
-
1984
- 1984-08-21 US US06/642,809 patent/US4581556A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6051016A (ja) | 1985-03-22 |
| US4581556A (en) | 1986-04-08 |
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