JPH0654847B2 - 周波数変調器 - Google Patents

周波数変調器

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JPH0654847B2
JPH0654847B2 JP59039754A JP3975484A JPH0654847B2 JP H0654847 B2 JPH0654847 B2 JP H0654847B2 JP 59039754 A JP59039754 A JP 59039754A JP 3975484 A JP3975484 A JP 3975484A JP H0654847 B2 JPH0654847 B2 JP H0654847B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/10Angle modulation by means of variable impedance
    • H03C3/28Angle modulation by means of variable impedance using variable impedance driven mechanically or acoustically

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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は周波数変調器に関し、更に詳細には変調用すだ
れ状トランスデューサを有するラム波遅延線発振器及び
可変抵抗手段を用いた周波数変調器に関する。
(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と可変
抵抗手段を用いた周波数変調器で、周波性特性が良く、
変調感度が高く、高調波が利用可能で、また、構造が簡
単である周波数変調器を提供することを目的とする。
(発明の構成及び作用) 第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。同図に
おいて、10はラム波デバイスで、圧電基板11、変調用電
極12及び13、入力用電極14、並びに出力用電極15とから
構成されている。11は圧電基板で、圧電材料で形成され
た厚みが伝搬する波の波長λ以下である薄い板状をして
いる。12は変調用電極で、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
トランスデューサであつて変調信号入力端子30、2個の
FET16,17を介して変調信号が供給される。13は変調
用電極で、アルミニウム等の金属を真空蒸着した平板状
電極であつて、接地される。変調用電極12は圧電基板11
のほぼ中央に位置し、変調用電極13は変調用電極12のち
ようど裏に位置している。14は入力用電極で、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である。15は出力
用電極で、入力用電極14と同一の構成をなしている。入
力用電極14及び出力用電極15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。16,17はFETで、変調用の可変抵抗素子
として用いられておりVG-Sを変化させることによりRD-S
を変化させることができる。20は増幅回路で、入力は出
力用電極15に接続され、出力は入力用電極14に接続さ
れ、帰還回路を構成する。被変調信号は出力端子40を介
して得られる。
第2図は第1図のラム波デバイスを具体的に示す構成図
である。入力用電極14及び出力用電極15の電極対数は1
4、電極周期長は 333μm、中心の相互離間距離は39周
期長、すなわち12.987mmで、電極重り幅は10周期長、す
なわち3.33mmである。変調用電極12の電極対数は7で、
またラム波の発生源方向(変調用電極12から出力用電極
15への方向)に対して電極部での反射を相殺するために
対極する電極指が1/4周期長の偏位になつている。しか
し、本実施例では上記のようにしたが、これに限定する
ものではない。
第3図は第1図の増幅回路20の回路図でる。同図に示す
回路は、広帯域特性を有する演算増幅器733を1個用い
ることにより最大増幅度約200倍を得られる広帯域増幅
器である。
次に、作用について説明する。
増幅回路20からの電気信号が入力用電極14に印加される
と、電気信号がラム波に変換され、ラム波は圧電基板11
中を伝搬して出力用電極15に到着し、出力用電極15にお
いて電気信号に変換れ、増幅回路20に入力される。増幅
回路20はラム波デバイス20による挿入損失分を補償して
信号を出力する。ラム波デバイス10と増幅回路20とで帰
還ループ発振器を構成する。このような状態で、変調用
電極13とこの真裏にある変調用電極12との間に2個のF
ETを設けて、このFETのドレイン−ソース間の抵抗
値を変化させると、それに応じて終端条件が変化し、発
振周波数が変化する。この周波数偏移は出力端子40を介
して得られる。これは、変調用電極12,13及び2個のF
ET16,17によつて、ラム波デバイス10上に終端条件に
依存する位相器を配置したことと等価的に扱えられる。
この終端条件を電気的に変化することが発振周波数を変
化することになる。
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、圧電基板材料がTDK株
式会社製圧電磁器101A材で、その寸法は20.0mm× 8.5m
m×0.18mmであり、前記の変調用電極12,13及び入力用
電極14並びに出力用電極15で構成した。また、増幅回路
は第3図に示すものを使用した。
以上の仕様で、ラム波デバイス10の周波数対インピーダ
ンスの絶対値特性及び周波数対位相特性を第4図に示
す。同付から明らかなように、5,8,11,13MHz付近に共
振点が存在することがわかる。
第5図は、2つの入力用電極14と出力用電極15との間の
挿入損失特性を示す。同図からわかるように、13,8,
5,11MHzの順に損失が少ない通過帯が存在する。ここ
で、図中のA0,S0,A1,S1はそれぞれ5,8,11,13M
Hzのプロットを示す。
第6図は、PZT−5Hのデータにラム波デバイス10の
共振点付近のFD値と位相速度をプロットした図であ
る。発振周波数は増幅器の増幅度及び位相関係で決定さ
れる。よつて、本発明の実験例に使用する発振モードは
発振の一番容易な1次対称モードラム波(第6図におけ
るSモード)とした。
第7図は、本発明の実験例で用いたFETのVG-S対RD-S
特性を示す。本発明の実験例で用いたFETは、VG-S
変化させると図のようにRD-Sを変化させることができ
る。
第8図は、FETのVG-S対発振周波数のDC特性を示
す。同図からわかるように、全範囲にわたつて直線関係
でない。しかし、これは第7図に示すようにFETの非
線形特性によるものである。しかしながら、VG-Sが−0.
45〜−0.60Vの間で、比較的直線である。この直線部分
を細部測定したものを第9図に示す。同図からわかるよ
うに、VG-S が−0.45〜−0.61Vの間で直線であること
がわかる。ここで、−0.53Vを動作の中心点として、こ
こを中心に交流信号を加えることにする。よつて、−0.
53Vをオフセット電圧ということにする。
第10図は、変調信号電圧対周波数偏移特性を示す。同図
より変調感度は、2△/VP-P=26KHz/V,△/V
RMS=36.8KHz/Vとなる。
第11図は、変調信号電圧を0.1VP-Pと一定にしたまま
変調信号の周波数を変化した時の相対周波数偏移量(出
力レベル比)を示している。同図からわかるように、D
Cから100KHz以上まで一定であるのでシリアルデータ
伝送用としてかなりな高速化が可能となる。
第12図及び第13図は、変調周波数0.1Hzの正弦波及び
三角波に対する周波数応答を時間とともに表記したもの
である。両図からわかるように、大変良好な忠実度を得
ている。これは、低速変化領域を含めた電圧対周波数ト
ランスデューサとしてのセンサに応用できることがわか
る。
第14図は、増幅回路20の増幅度を必要以上に高めて歪ま
せた状態で各高調波成分の周波数偏移量と相対振幅とを
併記したものである。同図からわかるように、次数と周
波数偏移量との関係が直線であり、これにより高調波を
利用する場合有効となる。
(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、1次対称
モードラム波を発生、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すだれ状電極及び平板状電極の対か
らなる変調用電極に2つのFETのドレイン−ソース間
の抵抗値を変化させることにより、ラム波デバイスと増
幅回路からなる帰還ループ発振構成の位相的終端条件を
変化させて当該帰還ループ発振構成の発振周波数を変化
させる可変抵抗手段が接続されている。
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感度の優れた
周波数変調器が提供できることとなり、この種変換器と
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、ラム波遅延線発振器と可変抵
抗手段として2つのFETを用いたことにより、変調の
周波数特性が良好であり、変調感度がより高くなる。ま
た、数10MHzまで直接発振が可能であるため高調波
が利用できる。特に、構造が非常に簡単で小型化できる
周波数変調器を提供することができる。また、本発明が
電圧センサに使用できることの有効性については言うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図のラム波デバイスを具体的に示す構成図、第3図は第
1図の増幅回路の回路図、第4図はラム波デバイスの周
波数対インピーダンスの絶対値特性及び周波数対位相特
性を示す図、第5図は2つの入力用電極と出力用電極と
の間の挿入損失特性を示す図、第6図はPZT−5Hの
データにラム波デバイスの共振点付近のFD値と位相速
度をプロットした図、第7図は本発明の実験例で用いた
FETのVG-S対RD-S特性を示す図、第8図はFETのV
G-S対発振周波数のDC特性を示す図、第9図は第8図
のVG-Sが、−0.45〜−0.61Vを細部にわたり、測定した
測定図、第10図は変調信号電圧対周波数偏移特性を示す
図、第11図は変調信号電圧を0.1VP-Pと一定の変調信号
の周波数を変化した時の相対周波数偏移量を示す図、第
12図及び第13図は変調周波数0.1Hzの正弦波及び三角波
を周波数応答時間に対して表記した図、第14図は増幅回
路の増幅度を必要以上に高めて歪ませた状態で各高調波
成分の周波数偏移量と相対振幅とを併記した図である。 10……ラム波デバイス、11……圧電基板、 12,13……変調用電極、14……入力用電極、 15……出力用電極、16,17……FET、 20……増幅回路、30……変調信号入力端子、 40……出力端子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  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、該圧電基板の一表面上に設けられ
    たすだれ状電極及び該すだれ状電極に対向して前記圧電
    基板の裏面に設けられた平板状電極からなる変調用電極
    と、前記すだれ状電極をはさんでその両側に離間配置さ
    れたすだれ状電極で構成される入力用電極及び出力用電
    極とを有するラム波デバイスと、 前記入力用電極及び出力用電極に接続されており、該出
    力用電極からの電気信号を増幅し、増幅した信号を前記
    入力用電極へ帰還すると共に被変調信号を出力する増幅
    回路と、 前記変調用電極のすだれ状電極及び平板状電極間に接続
    された2つのFETのドレイン−ソース間の抵抗値を変
    化させることにより、前記ラム波デバイスと前記増幅回
    路らなる帰還ループ発振構成の位相的終端条件を変化さ
    せて当該帰還ループ発振構成の発振周波数を変化させる
    可変抵抗手段と、を備えたことを特徴とする周波数変調
    器。
  2. 【請求項2】前記変調用電極のすだれ状電極の電極指が
    1/4周期長の偏位電極である特許請求の範囲第1項に
    記載の周波数変調器。
JP59039754A 1984-03-03 1984-03-03 周波数変調器 Expired - Lifetime JPH0654847B2 (ja)

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FR3162108A1 (fr) * 2024-05-11 2025-11-14 Soitec Dispositif à ondes élastiques

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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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

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