JPH0637574A - 弾性表面波発振子および弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波発振子および弾性表面波フィルタ

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JPH0637574A
JPH0637574A JP19122792A JP19122792A JPH0637574A JP H0637574 A JPH0637574 A JP H0637574A JP 19122792 A JP19122792 A JP 19122792A JP 19122792 A JP19122792 A JP 19122792A JP H0637574 A JPH0637574 A JP H0637574A
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JP
Japan
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electrode
acoustic wave
surface acoustic
thin film
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP19122792A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Takahashi
義弘 高橋
Shinichi Fukukawa
伸一 福川
Hiroyuki Kudo
裕之 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】有機系高分子薄膜へ印加する直流電圧を変化さ
せることにより共振周波数あるいは通過帯域の周波数,
幅を調整し、すだれ状電極部分の製作精度の緩和などを
改善する。 【構成】圧電単結晶基板8と、圧電単結晶基板8の表面
に蒸着により形成された有機系高分子薄膜2と、有機系
高分子薄膜2の表面にマスク蒸着により形成された櫛形
のすだれ状電極1と、有機系高分子薄膜の両端に共振周
波数調整用の直流電圧を印加するための電極6とで構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はすだれ状電極を有する弾
性表面波発振子および弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の弾性表面波発振子は、圧
電体結晶基板の表面に櫛形のすだれ状電極が電極の幅と
電極と電極との間隔が全て等しく一様に、弾性表面波の
伝播方向に沿って配置されている。この幅と間隔は、通
常弾性表面波の波長の1/4に設計される。原則的には
この幅と間隔により共振周波数が決まるがしかし、所望
の共振周波数を得る為には、このような幅と間隔の一様
なすだれ状電極では十分でなく、電極の設計上で種々の
工夫が行なわれている。
【0003】また、この種の弾性表面波素子を応用した
弾性表面波フィルタは、同一圧電圧基板上に2組みの弾
性表面波素子を左右に配置しインターデジタル電極を構
成したもので、この左右の弾性表面波素子の間隔により
共振子のQを下げ、通過帯域幅を確保している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般にすだれ状電極に
より構成した弾性表面波の音速は、圧電体結晶基板のみ
の場合の音速とすだれ状電極を形成する金属表面の音速
とでは異なり、したがってすだれ状電極部分を通過する
弾性表面波の音速とすだれ状電極の無い圧電体結晶部分
を伝播する弾性表面波の音速とは異なる。すだれ状電極
の構成は、通常圧電体結晶基板上に櫛形に対向した電極
が設けられている。このすだれ状電極領域のうち、金属
表面の面積をaとし、圧電体部分の面積をSとした時、
a/(a+S)が大きくなるに従い音速は小さくなる。
その値は、a/(a+S)が0.1変化する時に音速は
約1〜6m/sec変化し金属表面の比率が電極部分の
圧電体結晶部分に比べ高くなるに従い、音速が小さくな
ることを示す。
【0005】この様に素子の表面状態及び電極自体の寸
法の製作精度によって弾性表面波の音速が異なることか
ら、従来、この種の弾性表面波発振子においては、すだ
れ状電極間の間隔の違いにより音速に差を生ずると、共
振周波数に影響を及ぼし共振周波数がずれるので、製作
精度を高度に要求される問題がある。
【0006】本発明の目的は、このような問題を解決
し、製作精度をあまり要さず所望の共振周波数あるいは
通過帯域周波数を得られる弾性表面波発振子および弾性
表面波フィルタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波発振
子は圧電単結晶基板と、前記圧電単結晶基板の表面に蒸
着により形成された有機系高分子薄膜と、前記有機系高
分子薄膜の表面にマスク蒸着により形成された櫛形のす
だれ状電極と、前記有機系高分子薄膜の両端に共振用波
数調整用の直流電圧を印加するための電極とを備えてい
る。
【0008】また、弾性表面波フィルタは、圧電基板
と、前記圧電基板の左側表面に設けられた櫛形の第1の
すだれ状電極と、前記圧電基板と前記第1のすだれ状電
極との間でかつ前記第1のすだれ状電極の櫛歯部分の全
長に亘って設けられた第1の有機系高分子薄膜と、前記
第1の有機系高分子薄膜の両端に設けられた共振周波数
調整用の直流電圧を印加するための第1の電極と前記第
1の直流電圧を発生する第1の直流電源と、前記圧電基
板の右側表面でかつ前記第1の電極とインターデジタル
電極を構成するように設けられた櫛形の第2のすだれ状
電極と、前記圧電基板と前記第2のすだれ状電極との間
でかつ前記第2のすだれ状電極の櫛歯部分の全長に亘っ
て設けられた第2の有機系高分子薄膜と、前記第2の有
機系高分子薄膜の両端に設けられた共振周波数調整用の
直流電圧を印加するための第2の電極と前記直流電圧を
発生する第2の直流電源とを備えている。
【0009】尚、前記有機系高分子薄膜は一例としてポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)を用いても良い。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は第1の実施例として弾性表面波共振子の
(a)上面図および(b)A−A線断面図である。
【0011】図1(a)において、圧電体結晶基板8の
板面にすだれ状電極1の櫛形電極を対向配置し、その一
端にアルミニウム等の金属電極が入力端子14及び出力
端子15として設けられている。又これらすだれ状電極
1と圧電体結晶基板8との間には図示のように一軸延伸
性の有機系高分子薄膜2が蒸着により形成され、その両
端には電極6が設けられている。
【0012】この有機系高分子薄膜2は、例えば圧電定
数の大きなポリフッ化ビニリデン(PVDF)等を用
い、変調手段となる直流電源3からの直流電圧を電極1
6に印加することによって、薄膜12が長さ方向に伸縮
する。このすだれ状電極1は、トランジェント・エコー
を極力除外する為に、電極の間隔を全て一様に等しくし
ており、電極の幅も間隔も全て等しくしたものである。
【0013】この弾性表面波発振子の場合、図2のよう
にすだれ状電極1の幅をa0 , その間隔をS0 とする
と、電極部分における金属表面の占める比率Rは次式の
ようになる。
【0014】 R=m・a0 /m・a0 +(m−1)・S0 ここで、弾性表面波発振子の共振周波数を正確にとり出
す為には、a0 =S0 が正確に成り立つ様に電極の幅と
間隔を規定する必要がある。
【0015】圧電体結晶基板8の上に蒸着した有機系高
分子薄膜2に電源3から直流電圧を加えると、その高い
圧電性により生ずる薄膜の長さ方向の伸縮に伴う張力で
弾性表面波の伝播速度が連続的に変化する。即ち共振周
波数が変化するので、この直流電圧を変化させることに
より共振周波数を調整することができる。
【0016】これは無機系高分子材料に比べ、比較的高
い音響インピーダンスと電気機械結合係数の大きな有機
系高分子材料を利用することによって可能になると共に
電極素材の金属と圧電体結晶基板の無機系材料(例えば
水晶基板,アルミナ等)の媒質間の違いによる過渡応答
特性,伝搬損失等の特性改善をも兼ねている。尚、本実
施例は、すだれ状電極11の間隔が一様で等しいものに
ついて説明したが、所望特性を得る様に所定間隔に配列
され、位相変調したすだれ状電極についても適用するこ
とができる。
【0017】図2は第2の実施例の弾性表面波フィルタ
の(a)上面図,(b)A−A線断面図である。図2は
図1で説明した弾性表面波共振子を応用したもので2つ
の弾性表面波共振子を左右に配置しその間の間隔により
共振子のQを下げて通過帯域幅を設定する帯域通過フィ
ルタである。その構成と動作は図1の場合と同様である
ので説明は省略するが特性について図3を用いて説明す
る。図3は図2における特性図である。図2における直
流電源16,17を同時に同方向に変化させた場合図3
(a)に示すように通過周波数がシフトする。また直流
電源16,17を個別に変化させた場合図3(b)に示
すように通過帯域幅を変化させることができる。図3
(b)は直流電源17のみを変化させた場合の特性図で
ある。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による弾性
表面波発振子は、有機系高分子薄膜に加える直流電圧に
よって共振周波数を調整することができるので、共振周
波数に対する設計上の自由度の拡大及び製作精度の緩和
などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の(a)上面図及び
(b)A−A線断面図である。
【図2】第2の実施例の(a)上面図及び(b)A−A
線断面図である。
【図3】図2における特性図で(a)周波数特性,
(b)帯域幅特性である。
【符号の説明】
1,22 すだれ状電極 2,15 有機系高分子薄膜 3,16,17 直流電源 4,13 入力端子 5,14 出力端子 6,7,18〜21 電極 8,11 圧電体単結晶基板
フロントページの続き (72)発明者 工藤 裕之 宮城県黒川郡大和町吉岡字雷神2番地宮城 日本電気株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板と、前記圧電基板の表面に設け
    られた櫛形のすだれ状電極と、前記圧電基板と前記すだ
    れ状電極との間でかつ前記すだれ状電極の櫛歯部分の全
    長に亘って設けられた有機系高分子薄膜と、前記有機系
    高分子薄膜の両端に共振周波数調整用の直流電圧を印加
    するための電極と、前記直流電圧を発生する直流電源と
    を備えることを特徴とする弾性表面波発振子。
  2. 【請求項2】 圧電基板と、前記圧電基板の左側表面に
    設けられた櫛形の第1のすだれ状電極と、前記圧電基板
    と前記第1のすだれ状電極との間でかつ前記第1のすだ
    れ状電極の櫛歯部分の全長に亘って設けられた第1の有
    機系高分子薄膜と、前記第1の有機系高分子薄膜の両端
    に設けられた共振周波数調整用の直流電圧を印加するた
    めの第1の電極と前記第1の直流電圧を発生する第1の
    直流電源と前記圧電基板の右側表面でかつ前記第1の電
    極とインターデジタル電極を構成するように設けられた
    櫛形の第2のすだれ状電極と、前記圧電基板と前記第2
    のすだれ状電極との間でかつ前記第2のすだれ状電極の
    櫛歯部分の全長に亘って設けられた第2の有機系高分子
    薄膜と、前記第2の有機系高分子薄膜の両端に設けられ
    た共振周波数調整用の直流電圧を印加するための第2の
    電極と前記直流電圧を発生する第2の直流電源とを備え
    ることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記有機系高分子薄膜はポリフッ化ビニ
    リデン(PVDF)を用いることを特徴とする請求項1
    および2記載の弾性表面波発振子および弾性表面波フィ
    ルタ。
JP19122792A 1992-07-20 1992-07-20 弾性表面波発振子および弾性表面波フィルタ Pending JPH0637574A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011007315A3 (en) * 2009-07-16 2011-08-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. A system and method for measuring a resonance frequency of a tube

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011007315A3 (en) * 2009-07-16 2011-08-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. A system and method for measuring a resonance frequency of a tube
CN102472661A (zh) * 2009-07-16 2012-05-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于测量管的共振频率的系统和方法
US9958316B2 (en) 2009-07-16 2018-05-01 Koninklijke Philips N.V. System and method for measuring a resonance frequency of a tube

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990518