JPH0654846B2 - Ｆｍ変調器 - Google Patents
Ｆｍ変調器Info
- Publication number
- JPH0654846B2 JPH0654846B2 JP58189873A JP18987383A JPH0654846B2 JP H0654846 B2 JPH0654846 B2 JP H0654846B2 JP 58189873 A JP58189873 A JP 58189873A JP 18987383 A JP18987383 A JP 18987383A JP H0654846 B2 JPH0654846 B2 JP H0654846B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric substrate
- modulation
- electrodes
- electrode
- lamb wave
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/10—Angle modulation by means of variable impedance
- H03C3/28—Angle modulation by means of variable impedance using variable impedance driven mechanically or acoustically
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はＦＭ変調器に関し、更に詳細には、ラム波デバ
イスを用いたＦＭ変調器に関する。
イスを用いたＦＭ変調器に関する。
（背景技術） すだれ状トランスデューサ、すなわち圧電基板の一面に
くしの歯状の電極指が交互にインターディジタルに配列
されたすだれ状電極を有するトランスデューサは、弾性
表面波技術の中でも最も重要なものとして幅広く用いら
れ、フィルタ、遅延線等に実用化されている。
くしの歯状の電極指が交互にインターディジタルに配列
されたすだれ状電極を有するトランスデューサは、弾性
表面波技術の中でも最も重要なものとして幅広く用いら
れ、フィルタ、遅延線等に実用化されている。
（発明の目的） 本発明は、このようなすだれ状トランスデューサを用い
たＦＭ変調器であつて、特に圧電基板を伝搬する音波と
してラム波を用いることにより、高効率、高性能、小型
軽量かつ汎用性の高いＦＭ変調器を提供することを目的
とする。
たＦＭ変調器であつて、特に圧電基板を伝搬する音波と
してラム波を用いることにより、高効率、高性能、小型
軽量かつ汎用性の高いＦＭ変調器を提供することを目的
とする。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
（発明の構成及び作用） 第１図は本発明の一実施例を示す図である。同図におい
て、10はラム波デバイスで、圧電基板12、変調用電極14
及び14′、入力用電極16、及び出力用電極18とから構成
されている。圧電基板12は圧電性材料で形成された薄い
平板で、その厚みは、この圧電基板を伝搬する音波をラ
ム波とするために、伝搬する音波の波長λ以下に設定さ
れている。変調用電極14及び14′は、アルミニウム等の
金属を真空蒸着した平板状電極で、圧電基板12のほぼ中
央であつて、かつこの基板をはさむよう対向して設けら
れている。変調用基板14には、変調信号入力端子30を介
して変調信号が供給される。他方、変調用電極14′は接
地される。入力用電極16及び出力用電極18は、変調用電
極14をはさんで圧電基板12上に離間配置されており、く
しの歯状の電極指が交互にインターディジタルに構成さ
れている。入力用電極16及び出力用電極18のそれぞれの
一方の電極は増幅回路20に図示のように接続され、他方
の電極は接地されている。尚、図示しないが、入力用電
極16及び出力用電極18に対向する圧電基板12の面に、そ
れぞれ平板状電極を設けてアースしてもよい。これによ
り、所望のモードのラム波のみを伝搬することができ
る。
て、10はラム波デバイスで、圧電基板12、変調用電極14
及び14′、入力用電極16、及び出力用電極18とから構成
されている。圧電基板12は圧電性材料で形成された薄い
平板で、その厚みは、この圧電基板を伝搬する音波をラ
ム波とするために、伝搬する音波の波長λ以下に設定さ
れている。変調用電極14及び14′は、アルミニウム等の
金属を真空蒸着した平板状電極で、圧電基板12のほぼ中
央であつて、かつこの基板をはさむよう対向して設けら
れている。変調用基板14には、変調信号入力端子30を介
して変調信号が供給される。他方、変調用電極14′は接
地される。入力用電極16及び出力用電極18は、変調用電
極14をはさんで圧電基板12上に離間配置されており、く
しの歯状の電極指が交互にインターディジタルに構成さ
れている。入力用電極16及び出力用電極18のそれぞれの
一方の電極は増幅回路20に図示のように接続され、他方
の電極は接地されている。尚、図示しないが、入力用電
極16及び出力用電極18に対向する圧電基板12の面に、そ
れぞれ平板状電極を設けてアースしてもよい。これによ
り、所望のモードのラム波のみを伝搬することができ
る。
20は増幅回路で、入力は出力用電極18に接続され、出力
は入力用電極16に接続され、帰還回路を構成する。この
帰還回路とラム波デバイス10とで発振回路（ラム波発振
器）が構成される。被変調波はＦＭ信号出力端子40を介
して得られる。ここで、増幅回路20の構成例を第２図に
示す。同図に示す回路は、広帯域特性を有する演算増幅
器733Cの２段構成による広帯域無調整増幅器である。同
図から明らかなように、回路中に共振回路を用いていな
いため、周波数の変化に応じた調整が不用で、100kHz〜
70MHzまで平坦な特性を得ることができる。この増幅器
を用いた前述のラム波発振器は、ゲインの調整（帰還
率）を若干の回路定数の調整（位相補正）とを実施する
のみで発振を生じ、同一条件下では極めて再現性のある
発振を行なわせることができる。また、条件を最適にす
れば、フィルタ回路を通すことなく高調波を抑制するこ
とができ、第３図の7.180MHzで発振しているスペクトル
分布図に示すように、２倍高調波を−50dBに抑えること
ができる。すなわち、この変調器は発振器としても良好
に動作する。また後述するように、帰還率を上げること
により基本発振周波数はほぼそのままで、発振波形を歪
ませて多くの高調波を発生させることができる。尚、入
力インピーダンスが高い（860kΩ100kΩ/100Hz〜10k
H2）ことも１つの特徴である。
は入力用電極16に接続され、帰還回路を構成する。この
帰還回路とラム波デバイス10とで発振回路（ラム波発振
器）が構成される。被変調波はＦＭ信号出力端子40を介
して得られる。ここで、増幅回路20の構成例を第２図に
示す。同図に示す回路は、広帯域特性を有する演算増幅
器733Cの２段構成による広帯域無調整増幅器である。同
図から明らかなように、回路中に共振回路を用いていな
いため、周波数の変化に応じた調整が不用で、100kHz〜
70MHzまで平坦な特性を得ることができる。この増幅器
を用いた前述のラム波発振器は、ゲインの調整（帰還
率）を若干の回路定数の調整（位相補正）とを実施する
のみで発振を生じ、同一条件下では極めて再現性のある
発振を行なわせることができる。また、条件を最適にす
れば、フィルタ回路を通すことなく高調波を抑制するこ
とができ、第３図の7.180MHzで発振しているスペクトル
分布図に示すように、２倍高調波を−50dBに抑えること
ができる。すなわち、この変調器は発振器としても良好
に動作する。また後述するように、帰還率を上げること
により基本発振周波数はほぼそのままで、発振波形を歪
ませて多くの高調波を発生させることができる。尚、入
力インピーダンスが高い（860kΩ100kΩ/100Hz〜10k
H2）ことも１つの特徴である。
次に作用を説明する。
入力用電極16に増幅回路20から電気信号が印加される
と、電気信号がラム波に変換され、ラム波は圧電基板12
中を伝搬して出力用電極18に到着し電気信号に変換さ
れ、増幅回路20の入力に印加される。増幅回路20は、ラ
ム波デバイス10による挿入損失分を補償して信号を出力
する。このような状態で、変調用電極14に変調信号を印
加すると音波の伝搬方向に歪を生じ、伝搬距離が変化す
る。すなわち遅延時間の変化となり、位相条件が変化し
てラム波発振器の周波数が偏移する。この周波数偏移
は、ＦＭ信号出力端子を介して得られる。
と、電気信号がラム波に変換され、ラム波は圧電基板12
中を伝搬して出力用電極18に到着し電気信号に変換さ
れ、増幅回路20の入力に印加される。増幅回路20は、ラ
ム波デバイス10による挿入損失分を補償して信号を出力
する。このような状態で、変調用電極14に変調信号を印
加すると音波の伝搬方向に歪を生じ、伝搬距離が変化す
る。すなわち遅延時間の変化となり、位相条件が変化し
てラム波発振器の周波数が偏移する。この周波数偏移
は、ＦＭ信号出力端子を介して得られる。
ここで、圧電基板を伝搬する音波はラム波である。零次
対称モードのラム波はレイリー波とは異なり、音波が伝
搬する媒体の表裏両面に変位が存在し、しかも対称モー
ドなので、その変位の特性は同じである。圧電基板12の
厚みは音波の波長λ以下と極めて薄いので、効率が良
い。換言すれば、変調電圧を大きなものとする必要がな
い。
対称モードのラム波はレイリー波とは異なり、音波が伝
搬する媒体の表裏両面に変位が存在し、しかも対称モー
ドなので、その変位の特性は同じである。圧電基板12の
厚みは音波の波長λ以下と極めて薄いので、効率が良
い。換言すれば、変調電圧を大きなものとする必要がな
い。
次に、本発明の実験例について説明する。この実験で用
いられたラム波デバイス10は、圧電基板がＴＤＫ株式会
社製圧電磁器101Ａ材で、その寸法は40mm×20mm×180μ
ｍであり、これに電極周期400μｍ、電極対数10のすだ
れ状電極と、有効面積30mm2（５mm×６mm）の変調用電
極を、アルミニウムで真空蒸着したものである。また、
増幅回路20は第２図に示すものを使用した。
いられたラム波デバイス10は、圧電基板がＴＤＫ株式会
社製圧電磁器101Ａ材で、その寸法は40mm×20mm×180μ
ｍであり、これに電極周期400μｍ、電極対数10のすだ
れ状電極と、有効面積30mm2（５mm×６mm）の変調用電
極を、アルミニウムで真空蒸着したものである。また、
増幅回路20は第２図に示すものを使用した。
以上の仕様で、変調周波数３kHz で変調した場合搬送波
及び側帯波を第４図に示す。同図から明らかなように、
従来の変調回路によるもの全く同一の変調パターンにな
つていることがわかる。
及び側帯波を第４図に示す。同図から明らかなように、
従来の変調回路によるもの全く同一の変調パターンにな
つていることがわかる。
第５図に、変調信号電圧（ピーク−ピーク）対周波数偏
移特性を示す。同図からわかるように、リニアな特性と
なつている。このことは、別にイコライザ回路を用いる
必要がないことを示すものである。また、本発明を周波
数シフトキーイング（ＦＳＫ）に用いる場合、小さな制
御電圧で十分な周波数変化を得ることができることを示
している。
移特性を示す。同図からわかるように、リニアな特性と
なつている。このことは、別にイコライザ回路を用いる
必要がないことを示すものである。また、本発明を周波
数シフトキーイング（ＦＳＫ）に用いる場合、小さな制
御電圧で十分な周波数変化を得ることができることを示
している。
次に周波数特性であるが、変調信号電圧を一定値にした
場合の復調器の検波出力に変動を第６図に示す。同図か
らわかるように、この特性はFSKデータ通信や移動無線
通信は勿論のこと、オーディオ信号の伝送にも使用可能
であることを示している。
場合の復調器の検波出力に変動を第６図に示す。同図か
らわかるように、この特性はFSKデータ通信や移動無線
通信は勿論のこと、オーディオ信号の伝送にも使用可能
であることを示している。
以上、本発明の一実施例及び実験例について説明した。
また本発明によれば、帰還率を上げることにより基本発
振周波数はほぼそのままで、発振波形を歪ませて多くの
高調波を発生させることができる。すなわち、回路に特
別手を加えることなく簡単に高調波を発生させることが
できる。このとき、前述した実施例、すなわち基本波と
同様に変調をかけた場合、２次以上の高調波はその次数
に比例して周波数偏移が大きくなる（第９図）。前述し
た仕様例において得られた周波数相対出力レベル特性を
第７図に示す。このように、高周波を発生させて所望の
周波数のみを通過させるバンドパスフイルタを用いれ
ば、ラム波デバイスを高い製作精度を用する高周波用と
して設計することなく、高周波発振器兼変調器として用
いることができる利点を有する。第８図は第14次高調波
のスペクトル分布図、第９図は変調信号電圧（ピーク−
ピーク）対周波数偏移特性図、第10図は周波数特性図で
ある。これらの図から明らかなように、高調波を用いた
場合でも良好な特性が得られる。
振周波数はほぼそのままで、発振波形を歪ませて多くの
高調波を発生させることができる。すなわち、回路に特
別手を加えることなく簡単に高調波を発生させることが
できる。このとき、前述した実施例、すなわち基本波と
同様に変調をかけた場合、２次以上の高調波はその次数
に比例して周波数偏移が大きくなる（第９図）。前述し
た仕様例において得られた周波数相対出力レベル特性を
第７図に示す。このように、高周波を発生させて所望の
周波数のみを通過させるバンドパスフイルタを用いれ
ば、ラム波デバイスを高い製作精度を用する高周波用と
して設計することなく、高周波発振器兼変調器として用
いることができる利点を有する。第８図は第14次高調波
のスペクトル分布図、第９図は変調信号電圧（ピーク−
ピーク）対周波数偏移特性図、第10図は周波数特性図で
ある。これらの図から明らかなように、高調波を用いた
場合でも良好な特性が得られる。
また、本発明によれば、変調用電極を複数個設けること
により、その信号処理デバイスとしての機能を拡大する
ことも可能である。この場合の応用例として、２入力の
パルス信号のオン・オフに対応して発信周波数の変化を
時分割方式で伝送する方式が挙げられる。
により、その信号処理デバイスとしての機能を拡大する
ことも可能である。この場合の応用例として、２入力の
パルス信号のオン・オフに対応して発信周波数の変化を
時分割方式で伝送する方式が挙げられる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明においては、伝搬する
音波の波長λ以下に圧電基板の厚みを設定し、圧電基板
の表裏両面を伝搬して圧電基板の表裏両面を対称モード
の変位を与える零次対称モードのラム波を発生検出する
２対のすだれ状電極にはさまれる中央部位置でこの圧電
基板をはさむようにその両面に対向して設けられた少な
くとも１対の平板状の変調用電極にＦＭ用変調信号が印
加されるように構成されている。
音波の波長λ以下に圧電基板の厚みを設定し、圧電基板
の表裏両面を伝搬して圧電基板の表裏両面を対称モード
の変位を与える零次対称モードのラム波を発生検出する
２対のすだれ状電極にはさまれる中央部位置でこの圧電
基板をはさむようにその両面に対向して設けられた少な
くとも１対の平板状の変調用電極にＦＭ用変調信号が印
加されるように構成されている。
圧電基板の厚さをラム波の波長以下とすることによりラ
ム波を使用することができ、これにより印加電圧は同じ
でも電界が大きくなって圧電効果による基板の寸法変化
が大きくなる。その結果、入出力間の伝搬路長の変化が
大きくなり、発振周波数の変化が大きくなって高感度と
なるのである。即ち、入力電圧を低く抑えても満足でき
る変調が行えるという格別の効果が得られるのである。
このように、圧電基板を伝搬する音波がラム波となるよ
うに圧電基板を薄く構成することによって好感度でしか
もＦＨ変調器として優れた周波数特性をもつＦＭ変調器
が提供できることとなり、ＦＭ変調器として要求される
高効率及び高性能特性を充分に満足させることができ
る。しかも、小型軽量であり、汎用性が高いＦＭ変調器
を提供することができる。
ム波を使用することができ、これにより印加電圧は同じ
でも電界が大きくなって圧電効果による基板の寸法変化
が大きくなる。その結果、入出力間の伝搬路長の変化が
大きくなり、発振周波数の変化が大きくなって高感度と
なるのである。即ち、入力電圧を低く抑えても満足でき
る変調が行えるという格別の効果が得られるのである。
このように、圧電基板を伝搬する音波がラム波となるよ
うに圧電基板を薄く構成することによって好感度でしか
もＦＨ変調器として優れた周波数特性をもつＦＭ変調器
が提供できることとなり、ＦＭ変調器として要求される
高効率及び高性能特性を充分に満足させることができ
る。しかも、小型軽量であり、汎用性が高いＦＭ変調器
を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の増幅回路の回路図、第３図は7.180MHzで発振してい
るラム波発振器のスペクトル分布図、第４図は変調周波
数３kHz で変調した場合の搬送波及び側帯波を示す図、
第５図は変調信号電圧対周波数偏移を示す図、第６図は
変調信号電圧を一定値にした場合の復調器の検波出力の
周波数特性を示す図、第７図は本発明により得られる高
調波を示す図、第８図は第14次高調波のスペクトル分布
図、第９図は高調波を用いた場合の変調信号電圧対周波
数偏移を示す図、及び第10図は高調波を用いた場合の周
波数特性図である。 10……ラム波デバイス、12……圧電基板、 14,14′……変調用電極、16……入力用電極、 18……出力用電極、20……増幅回路、 30……変調信号入力端子、40……ＦＭ信号出力端子。
図の増幅回路の回路図、第３図は7.180MHzで発振してい
るラム波発振器のスペクトル分布図、第４図は変調周波
数３kHz で変調した場合の搬送波及び側帯波を示す図、
第５図は変調信号電圧対周波数偏移を示す図、第６図は
変調信号電圧を一定値にした場合の復調器の検波出力の
周波数特性を示す図、第７図は本発明により得られる高
調波を示す図、第８図は第14次高調波のスペクトル分布
図、第９図は高調波を用いた場合の変調信号電圧対周波
数偏移を示す図、及び第10図は高調波を用いた場合の周
波数特性図である。 10……ラム波デバイス、12……圧電基板、 14,14′……変調用電極、16……入力用電極、 18……出力用電極、20……増幅回路、 30……変調信号入力端子、40……ＦＭ信号出力端子。
Claims (1)
- 【請求項１】厚みが圧電基板を伝搬する音波の波長λ以
下である圧電基板と、該圧電基板のほぼ中央部であって
該圧電基板をはさむようにその両面に対向して設けられ
ており、ＦＭ用変調信号が印加される少なくとも１対の
平板状の変調用電極と、各対が一方の該変調用電極をは
さんで同一面上に離間配置され、前記圧電基板の表裏両
面を伝搬して前記圧電基板の表裏両面を対称モードの変
位を与える零次対称モードのラム波を発生検出する２対
のすだれ状電極とを有するラム波デバイス、及び ２対の前記すだれ状電極に接続されており、一方の対の
該すだれ状電極からの電気信号を増幅し、増幅した信号
を他方の対の該すだれ状電極へ帰還すると共に被変調信
号として出力する増幅回路、 を備えたことを特徴とするＦＭ変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189873A JPH0654846B2 (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | Ｆｍ変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189873A JPH0654846B2 (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | Ｆｍ変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081904A JPS6081904A (ja) | 1985-05-10 |
| JPH0654846B2 true JPH0654846B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=16248599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189873A Expired - Lifetime JPH0654846B2 (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | Ｆｍ変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654846B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2643172B2 (ja) * | 1987-09-01 | 1997-08-20 | 耕司 戸田 | 多周波数偏移変調器 |
| JP4654879B2 (ja) * | 2005-11-01 | 2011-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | Ｆｓｋ変調器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543446A (en) * | 1977-06-10 | 1979-01-11 | Koji Toda | One-way transducer |
| JPS56141607A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variable frequency oscillator of elastic surface wave |
| JPS5793717A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-10 | Tdk Corp | Ultrasonic wave multiplexer |
-
1983
- 1983-10-13 JP JP58189873A patent/JPH0654846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 昭和４５年度電子通信学会全国大会講演論文集・分冊２第１５３頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6081904A (ja) | 1985-05-10 |
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