JPH098594A - 圧電共振器 - Google Patents

圧電共振器

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JPH098594A
JPH098594A JP15820995A JP15820995A JPH098594A JP H098594 A JPH098594 A JP H098594A JP 15820995 A JP15820995 A JP 15820995A JP 15820995 A JP15820995 A JP 15820995A JP H098594 A JPH098594 A JP H098594A
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JP
Japan
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piezoelectric
piezoelectric resonator
substrate
resonator
spurious
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JP15820995A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Tanaka
康▲廣▼ 田中
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプリアスの影響を抑えて特性を改善した圧
電共振器を得る。 【構成】 支持基板4に圧電共振子2,3が搭載されて
いる。圧電共振子2の矩形状圧電体基板20の長さ
L1,幅W1及び板厚t1と、圧電共振子3の矩形状圧電
体基板30の長さL2,幅W2及び厚板t2は以下の関係
式(1)を満足している。 L1>L2、W1>W2、かつt1=t2 ……(1) さらに、圧電共振子2の共振周波数f1及びスプリアス
周波数f2と、圧電共振子3の共振周波数f3及びスプリ
アス周波数f4は以下の関係式(2)を満足している。 f1=f3、かつf2<f4 ……(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電共振器、特に複数
の圧電共振子を備え、圧電フィルタ等として使用される
圧電共振器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の圧電共振子を組み合わせて
フィルタを構成する場合、一枚の支持基板上に同一設計
の圧電共振子を複数個搭載していた。あるいは、印刷回
路基板上に同一設計の圧電部品を複数個縦列接続してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルタにあっては、それぞれの圧電共振子や圧電部品
が同一設計であるため、それぞれの圧電共振子や圧電部
品に発生する不要振動周波数、すなわちスプリアス周波
数は等しく、圧電共振子や圧電部品を多段にしてもその
減衰効果は満足すべきものではなかった。
【0004】そこで、本発明の目的は、スプリアスの影
響を抑えて特性を改善した圧電共振器を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る圧電共振器は、(a)圧電体基板とこ
の圧電体基板の表面に設けた振動電極とを有し、共振周
波数がf1でかつスプリアス周波数がf2である第1圧電
共振子と、(b)圧電体基板とこの圧電体基板の表面に
設けた振動電極とを有し、共振周波数がf3でかつスプ
リアス周波数がf4である第2圧電共振子とを備え、
(c)共振周波数f1が共振周波数f3と略等しく、かつ
スプリアス周波数f2とスプリアス周波数f4が異なるこ
と、を特徴とする。
【0006】また、共振周波数f1と共振周波数f3が略
等しく、かつスプリアス周波数f2とスプリアス周波数
f4が異なるようにするために、第1及び第2圧電共振
子の矩形状圧電体基板の長さ、幅、板厚を異ならせた
り、あるいは第1及び第2圧電共振子の振動電極のサイ
ズを異ならせたり、あるいは第1圧電共振子の矩形状圧
電体基板の両側部又は両端部に切欠けを設けたり、ある
いは第1圧電共振子の圧電体基板を平行四辺形にし、か
つ第2圧電共振子の圧電体基板を長方形にするとよい。
【0007】さらに、第1及び第2圧電共振子を支持基
板に搭載させることが好ましい。
【0008】
【作用】以上の構成により、スプリアス周波数f2とf4
が異なるため、第1及び第2圧電共振子にそれぞれ発生
する不要振動は相互に干渉しない。一方、共振周波数f
1とf3が略等しいため、第1及び第2圧電共振子の主振
動は合算される。従って、圧電共振器のスプリアスが抑
圧される。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る圧電共振器の実施例につ
いて添付図面を参照して説明する。各実施例において、
同一部品及び同一部分には同じ符号を付した。 [第1実施例、図1〜図3]図1に示すように、圧電フ
ィルタ1は、圧電共振子2,3及びこれら圧電共振子
2,3を搭載するための支持基板4にて構成されてい
る。
【0010】圧電共振子2は、矩形状圧電体基板20の
上面中央部に振動電極21,22を設け、下面中央部に
振動電極21,22に対向した振動電極23を設けてい
る。振動電極21,22はそれぞれ圧電体基板20の両
端部に設けた引出し電極24,25に電気的に接続して
いる。同様に、圧電共振子3は、矩形状圧電体基板30
の上面中央部に振動電極31,32を設け、下面中央部
に振動電極31,32に対向した振動電極33を設けて
いる。振動電極31,32はそれぞれ圧電体基板30の
両端部に設けた引出し電極34,35に電気的に接続し
ている。圧電体基板20,30はPZTやLiTaO3
のセラミック材、あるいは単結晶等からなる。電極21
〜25,31〜35は、Ag,Pd,Cu,Niあるい
はこれらの合金のスパッタリング、蒸着あるいは印刷等
の手段にて形成される。
【0011】これら圧電共振子2,3はエネルギー閉じ
込め型厚み振動モードを利用した圧電共振子である。そ
して、圧電体基板20の長さL1、幅W1及び板厚t
1と、圧電体基板30の長さL2,幅W2及び板厚t2は以
下の関係式(1)を満足している。 L1>L2、W1>W2、かつt1=t2 ……(1) 圧電共振子2,3は厚み振動モードを利用するので、板
厚t1,t2を等しくする必要がある。なお、第1実施例
では、長さL1,L2と幅W1,W2を異ならせているが、
必要に応じて長さL1,L2のみ、あるいは幅W1,W2の
み異ならせるものであってもよい。
【0012】さらに、圧電共振子2の振動電極21,2
2,23と圧電共振子3の振動電極31,32,33の
サイズも異なっており、振動電極21〜23の方が広面
積である。これら圧電共振子2,3が以上の寸法を採用
することによって、圧電共振子2の共振周波数f1及び
スプリアス周波数f2と、圧電共振子3の共振周波数f3
及びスプリアス周波数f4は以下の関係式(2)を満足
している。ただし、スプリアスは圧電体基板20,30
の長さ振動や幅振動によるものである。
【0013】 f1=f3、かつf2<f4 ……(2) 支持基板4はその上面に入力電極41、中継電極42、
出力電極43及びグランド電極44を設けている。圧電
共振子2,3は支持基板4に載置され、引出し電極24
と入力電極41が半田付けされ、引出し電極25,34
と中継電極42が半田付けされ、引出し電極35と出力
電極43が半田付けされ、振動電極23,33とグラン
ド電極44が半田付けされる。図2は圧電フィルタ1の
電気等価回路図である。
【0014】以上の構造からなる圧電フィルタ1は、圧
電共振子2,3のスプリアス周波数f2とf4が異なるた
め、圧電共振子2,3にそれぞれ発生する不要振動は相
互に干渉しない。一方、共振周波数f1とf3が等しいた
め、圧電共振子2,3の主振動は合算される。従って、
圧電フィルタ1のスプリアスの影響を抑圧することがで
きる。
【0015】図3に示した周波数特性のグラフを参照し
て具体的に説明する。図3中の一点鎖線50は圧電共振
子2の周波数特性を示したものである。圧電共振子2の
共振周波数f1は4.5MHz、スプリアス周波数f2は
2.0MHzである。このときの圧電共振子2の圧電体
基板20の長さL1は4mm、幅W1は1.2mm、板厚
t1は0.5mmであった。点線51は圧電共振子3の
周波数特性を示したものである。圧電共振子3の共振周
波数f3は4.5MHz、スプリアス周波数f4は2.3
MHzである。このときの圧電共振子3の圧電体基板3
0の長さL2は3.5mm、幅W2は1.0mm、板厚t
2は0.5mmであった。実線52は圧電共振器1の周
波数特性を示したものである。圧電共振器1の減衰量
は、圧電共振子2,3の減衰量の和となり、スプリアス
周波数域において十分な減衰量が確保されている。この
結果、スプリアスの影響が抑えられ、特性の優れた圧電
共振器が得られる。
【0016】[第2実施例、図4]図2に示すように、
圧電フィルタ55は圧電共振子2,6にて構成されてい
る。圧電共振子2は第1実施例において使用されたもの
と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。圧電
共振子6は、矩形状圧電体基板60の上面中央部に振動
電極61,62を設け、下面中央部に振動電極61,6
2に対向した振動電極63を設けている。振動電極6
1,62はそれぞれ圧電体基板60の両端部に設けた引
出し電極64,65に電気的に接続している。
【0017】そして、圧電体基板20の長さL1、幅W1
及び板厚t1と、圧電体基板60の長さL3、幅W3及び
板厚t3は以下の関係式(3)を満足している。 L1<L3、W1>W3、かつt1=t3 ……(3) これらの圧電共振子2,6が以上の寸法を採用すること
により、圧電共振子2の共振周波数f1及びスプリアス
周波数f2と、圧電共振子6の共振周波数f5及びスプリ
アス周波数f6は以下の関係式(4)を満足している。
【0018】 f1=f5、かつf2>f6 ……(4) 圧電共振子2,6は、回路導体71,72,73,74
を設けたプリント配線板7に載置され、引出し電極24
と回路導体71が半田付けされ、引出し電極25,64
と回路導体72が半田付けされ、引出し電極65と回路
導体73が半田付けされ、振動電極23,63と回路導
体74が半田付けされる。以上の構成からなる圧電フィ
ルタ55は前記第1実施例の圧電フィルタ1と同様の作
用効果を奏する。
【0019】[他の実施例]なお、本発明に係る圧電共
振器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の
範囲内で種々に変更することができる。
【0020】圧電共振子はエネルギー閉じ込め型厚み振
動モードを利用したもの以外に、非閉じ込め型のものや
すべり振動モード、面積振動モード等であってもよい。
このとき、共振周波数を阻害しないように、第1及び第
2圧電共振子の圧電体基板の長さ、幅、板厚を異ならせ
たり、振動電極のサイズを異ならせてスプリアス周波数
を異ならせることは言うまでもない。例えば、面積振動
モードの場合は、第1及び第2圧電共振子の圧電体基板
の板厚を異ならせたり、圧電体基板の長さと幅の比を異
ならせることによって共振周波数を阻害せず、スプリア
スの影響を抑えるようにする。
【0021】また、圧電体基板の長さ、幅、板厚を異な
らせる以外に、第1圧電共振子として、図5に示すよう
に、圧電体基板20の両側面に切欠け20aを設けたも
のを使用し、第2圧電共振子として切欠け20aを設け
ていないものを使用してもよい。さらに、第1圧電共振
子として、図6に示すように、圧電体基板20の両端部
に切欠け20bを設けたものを使用し、第2圧電体共振
子として切欠け20bを設けないものを使用してもよ
い。あるいは、第1圧電共振子として、図7に示すよう
に、平行四辺形の圧電体基板20を使用し、第2圧電共
振子として長方形の圧電体基板20を使用してもよい。
【0022】さらに、組み合わされる圧電共振子の数は
3個以上であってもよく、例えば多素子にて構成される
ラダー型フィルタ等の場合にも同様の効果をより効率的
に奏することができる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、第1及び第2圧電共振子のそれぞれの共振周波
数f1とf3が略等しく、かつ、スプリアス周波数f2と
f4が異なっているので、第1及び第2圧電共振子の主
振動は合算されるのに対し、不要振動は相互に干渉せ
ず、この結果、スプリアスの影響が抑えられ、特性の優
れた圧電共振器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧電共振器の第1実施例を示す分
解斜視図。
【図2】図1に示した圧電共振器の電気等価回路図。
【図3】図1に示した圧電共振器の共振周波数特性を示
すグラフ。
【図4】本発明に係る圧電共振器の第2実施例を示す斜
視図。
【図5】他の実施例を示す圧電共振子の斜視図。
【図6】別の他の実施例を示す圧電共振子の斜視図。
【図7】さらに別の他の実施例を示す圧電共振子の平面
図。
【符号の説明】
1,55…圧電フィルタ 2,3,6…圧電共振子 4…支持基板 20,30,60…圧電体基板 21,22,23,31,32,33,61,62,6
3…振動電極 L1,L2,L3…長さ W1,W2,W3…幅 t1,t2,t3…板厚

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電体基板とこの圧電体基板の表面に設
    けた振動電極とを有し、共振周波数がf1でかつスプリ
    アス周波数がf2である第1圧電共振子と、 圧電体基板とこの圧電体基板の表面に設けた振動電極と
    を有し、共振周波数がf3でかつスプリアス周波数がf4
    である第2圧電共振子とを備え、 共振周波数f1が共振周波数f3と略等しく、かつスプリ
    アス周波数f2とスプリアス周波数f4が異なること、 を特徴とする圧電共振器。
  2. 【請求項2】 第1圧電共振子の矩形状圧電体基板の長
    さと第2圧電共振子の矩形状圧電体基板の長さが異なる
    ことを特徴とする請求項1記載の圧電共振器。
  3. 【請求項3】 第1圧電共振子の矩形状圧電体基板の幅
    と第2圧電共振子の矩形状圧電体基板の幅が異なること
    を特徴とする請求項1又は2記載の圧電共振器。
  4. 【請求項4】 第1圧電共振子の矩形状圧電体基板の板
    厚と第2圧電共振子の矩形状圧電体基板の板厚が異なる
    ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の圧電共振
    器。
  5. 【請求項5】 第1圧電共振子の振動電極のサイズと第
    2圧電共振子の振動電極のサイズが異なることを特徴と
    する請求項1,2,3又は4記載の圧電共振器。
  6. 【請求項6】 第1圧電共振子の矩形状圧電体基板の両
    側部に切欠けが設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の圧電共振器。
  7. 【請求項7】 第1圧電共振子の矩形状圧電体基板の両
    端部に切欠けが設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の圧電共振器。
  8. 【請求項8】 第1圧電共振子の圧電体基板が平行四辺
    形であり、第2圧電共振子の圧電体基板が長方形である
    ことを特徴とする請求項1記載の圧電共振器。
  9. 【請求項9】 第1圧電共振子と第2圧電共振子を搭載
    する支持基板を備えたことを特徴とする請求項1,2,
    3,4,5,6,7又は8記載の圧電共振器。
JP15820995A 1995-06-23 1995-06-23 圧電共振器 Pending JPH098594A (ja)

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