JPS60185407A - 周波数電圧変換器 - Google Patents
周波数電圧変換器Info
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- JPS60185407A JPS60185407A JP3975484A JP3975484A JPS60185407A JP S60185407 A JPS60185407 A JP S60185407A JP 3975484 A JP3975484 A JP 3975484A JP 3975484 A JP3975484 A JP 3975484A JP S60185407 A JPS60185407 A JP S60185407A
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- Japan
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- electrode
- modulation
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- lamb wave
- amplifier circuit
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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
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は周波数電圧変換器に関し、更に詳細には変調用
すだれ状トランスデー、−ザ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電圧変換器に関する
。
すだれ状トランスデー、−ザ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電圧変換器に関する
。
（背景技術）
すだれ状トランスデユーサ、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ユーサは、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。
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ユーサは、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すデー一サと可変
抵抗手段を用いた周波数電圧′変換器で、周波数特性が
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電圧変換器を提供することを目的
とする。
抵抗手段を用いた周波数電圧′変換器で、周波数特性が
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電圧変換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１］
、変調用電極］２及び］３、入力用電極１４、並びに出
力用電極］５とから構成されている。］１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ザであって変調
信号入力端子３０１２個のＦ Ｅ Ｔ、］、６ 、１．
７を介して変調信号が供給される。
、変調用電極］２及び］３、入力用電極１４、並びに出
力用電極］５とから構成されている。］１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ザであって変調
信号入力端子３０１２個のＦ Ｅ Ｔ、］、６ 、１．
７を介して変調信号が供給される。
Ｊ３は変調用電極で、アルミニラ１２等の金属を真空蒸
着した平板状電極であって、接地される。変調用電極］
２は圧電基板４］のほぼ中央に位置し、変調用電極１３
は変調用電極１２のちょ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Ｉ・ランス
デューザである。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。１．
６ 、１．７はＰＥＴで、変調用の可変抵抗素子として
用いられており、八１Ｇ−８を変化さぜることによりＩ
（、Ｄ−” 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］５に接続され、出力は入力
用電極１／Ｉ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。
着した平板状電極であって、接地される。変調用電極］
２は圧電基板４］のほぼ中央に位置し、変調用電極１３
は変調用電極１２のちょ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Ｉ・ランス
デューザである。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。１．
６ 、１．７はＰＥＴで、変調用の可変抵抗素子として
用いられており、八１Ｇ−８を変化さぜることによりＩ
（、Ｄ−” 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］５に接続され、出力は入力
用電極１／Ｉ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］５の電極対数
は】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］、 ２．９８７＋＋＋ｍで、
電極重り幅は１０周期長、すなわち３．３３ｒｎｍであ
る。変調用電極１２の電極対数ば７で、またラム波の発
生源方向（変調用電極Ｊ２から出力用電極］５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１ｚ４周期長の偏位になっている。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。
である。入力用電極１４及び出力用電極］５の電極対数
は】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］、 ２．９８７＋＋＋ｍで、
電極重り幅は１０周期長、すなわち３．３３ｒｎｍであ
る。変調用電極１２の電極対数ば７で、またラム波の発
生源方向（変調用電極Ｊ２から出力用電極］５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１ｚ４周期長の偏位になっている。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の回路図である。
同図に示す回路は、広帯域特性を有する演算増幅器７３
３を１個用いることより最大増幅度約２００倍（３） を得られる広帯域増幅器である。
３を１個用いることより最大増幅度約２００倍（３） 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され、増幅回路２０に入
力される。増幅回路２０はラム波デバイス１０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１
０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］３とこの真裏にある変調
用電極］２との間に２個のＦ’ＥＴを設けて、このＦＥ
Ｔ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ＦＥＴ１６．１７
によって、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制約に扱えられる。
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され、増幅回路２０に入
力される。増幅回路２０はラム波デバイス１０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１
０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］３とこの真裏にある変調
用電極］２との間に２個のＦ’ＥＴを設けて、このＦＥ
Ｔ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ＦＥＴ１６．１７
によって、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制約に扱えられる。
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。
化することになる。
（４）
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．Ｏ
ｍｍ Ｘ ８．５ｍｍ Ｘ Ｏ，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。
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．Ｏ
ｍｍ Ｘ ８．５ｍｍ Ｘ Ｏ，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１．０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。同図から明らかなように、５，８゜１．１． 、
１．３ＭＨｚ付近に共振点が存在することがわかる。
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。同図から明らかなように、５，８゜１．１． 、
１．３ＭＨｚ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。同図かられかるように、］、
３ 、８ 、５ 、１］、ＭＩ−１ｚの順に損失が少な
い通過帯が存在する。ここで、図中の氏、Ｓｏ、Ａ１．
Ｓｌはそれぞれ５ 、８ 、１１ 、１３ＭＨｚのプロ
ットを示す。
間の挿入損失特性を示す。同図かられかるように、］、
３ 、８ 、５ 、１］、ＭＩ−１ｚの順に損失が少な
い通過帯が存在する。ここで、図中の氏、Ｓｏ、Ａ１．
Ｓｌはそれぞれ５ 、８ 、１１ 、１３ＭＨｚのプロ
ットを示す。
第６図は、ＰＺＴ−５）ｉのデータにラム波デバイス１
０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。よって、本発明の実験例１／こ使用する発振モ
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Ｓ１モード）とした。
０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。よって、本発明の実験例１／こ使用する発振モ
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Ｓ１モード）とした。
第７図は、本発明の実験例で用いたＦＩ Ｉ号Ｔの■Ｇ
−８対ｒｕＤ−ｓ特性を示す。本発明の実験例で用いた
Ｉｉ″ＥＴは、■Ｇ−８を変化さぜると図のように［（
・Ｄ−８を変化させることができる。
−８対ｒｕＤ−ｓ特性を示す。本発明の実験例で用いた
Ｉｉ″ＥＴは、■Ｇ−８を変化さぜると図のように［（
・Ｄ−８を変化させることができる。
第８図は、Ｆ Ｅ ＴのＶＣ−Ｓ対発振周波数の１１’
） Ｃ特注を示す。同図かられかるように、全範囲にわ
たって直線関係ではない。しかし、これは第７図に示ず
ようにＦ Ｅ Ｔの非線形特性によるものである。しか
しｊよがら、■Ｇ−８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。同図かられかるように、ｖＧ−８が
−０，４５〜−０６１ｖ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。
） Ｃ特注を示す。同図かられかるように、全範囲にわ
たって直線関係ではない。しかし、これは第７図に示ず
ようにＦ Ｅ Ｔの非線形特性によるものである。しか
しｊよがら、■Ｇ−８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。同図かられかるように、ｖＧ−８が
−０，４５〜−０６１ｖ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。
よって、−０，５３Ｖをオフセット電圧というどとにす
る。
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△ｆ ／ Ｖ ｐ −ｐ ＝ ２
６ＫＩ］ｚ／ Ｖ 、 △ｆ ／ ＶＲＭＳ＝ ３６．
８ Ｋ Ｈ２／ Ｖとなる。
図より変調感度は、２△ｆ ／ Ｖ ｐ −ｐ ＝ ２
６ＫＩ］ｚ／ Ｖ 、 △ｆ ／ ＶＲＭＳ＝ ３６．
８ Ｋ Ｈ２／ Ｖとなる。
第１１図は、変調信号電圧を０１ｖＰ−Ｐト一定にした
まま変調信号の周波数を変化１〜だ時の相対周波数偏移
量（出力１ノベル比）を示している。同図かられかるよ
うに、ＤＣから１．００ Ｋ Ｈｚ Ｊ以上まで一定で
あるのでシリアルデータ伝送用どしてかなりな高速化が
可能となる。
まま変調信号の周波数を変化１〜だ時の相対周波数偏移
量（出力１ノベル比）を示している。同図かられかるよ
うに、ＤＣから１．００ Ｋ Ｈｚ Ｊ以上まで一定で
あるのでシリアルデータ伝送用ど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０．１１１ｚ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。両図かられかるように、大変良好ブよ
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ユーサとしてのセンサに応用できる
ことがわかる。
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。両図かられかるように、大変良好ブよ
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ユ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
歪まぜ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。同図かられかるように、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好となる。
歪まぜ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。同図かられかるように、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好となる。
（７）
（発明の効果）
す、上、説明したように、本発明によれば、３個のすだ
れ状トランスゲ５．−サを有するラム波遅延線発振器と
可変抵抗手段として２個のＰ Ｅ Ｔを用いたことより
、変調の周波数特性が良く、変調感度が高く、また、数
１．０ Ｍ Ｈｚまで直接発振が可能であり、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
周波数電圧変換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することの有効性は言う間でもな
い。
れ状トランスゲ５．−サを有するラム波遅延線発振器と
可変抵抗手段として２個のＰ Ｅ Ｔを用いたことより
、変調の周波数特性が良く、変調感度が高く、また、数
１．０ Ｍ Ｈｚまで直接発振が可能であり、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
周波数電圧変換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することの有効性は言う間でもな
い。
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（８
） いたＦ １５ ＴのＶＧ〜８対Ｒ’Ｄ−８特性を示す図
、第８図はＦＥＴのＶＣ−Ｓ対発振周波数のＩ）Ｃ特性
を示す図、第９図は第８図ノｖＧ−８が−０，４５〜−
０，６：ｔＶ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０１ｖＰ−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な示す図、第１２図
及び第１３図は変調周波数０．１ｉ（ｚ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
増幅回路は講琥曇ミの増幅度を必要以上に高めて歪まぜ
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、 月・・・圧電基板、１２
、１３・・・変調用電極、 ］４・・・人力用電極、
１５゛°“出力用電極、 １．６ 、１．７・・・Ｆ”
ＥＴ、２０・・・増幅回路、 ３ｏ・・・変調信号入力
端子、４０・・・出力端子。 特許出願人 戸 １） 耕 司 地３図 尾５Ｕｇ！Ｊ ト１ 二冷玄’！、（Ｍｌ−４ヌ）
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（８
） いたＦ １５ ＴのＶＧ〜８対Ｒ’Ｄ−８特性を示す図
、第８図はＦＥＴのＶＣ−Ｓ対発振周波数のＩ）Ｃ特性
を示す図、第９図は第８図ノｖＧ−８が−０，４５〜−
０，６：ｔＶ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０１ｖＰ−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な示す図、第１２図
及び第１３図は変調周波数０．１ｉ（ｚ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
増幅回路は講琥曇ミの増幅度を必要以上に高めて歪まぜ
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、 月・・・圧電基板、１２
、１３・・・変調用電極、 ］４・・・人力用電極、
１５゛°“出力用電極、 １．６ 、１．７・・・Ｆ”
ＥＴ、２０・・・増幅回路、 ３ｏ・・・変調信号入力
端子、４０・・・出力端子。 特許出願人 戸 １） 耕 司 地３図 尾５Ｕｇ！Ｊ ト１ 二冷玄’！、（Ｍｌ−４ヌ）
Claims (2)
- （１）厚みが伝搬する波の波長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るすだれ状電極及び
該電極に対向する前記圧電基板の裏面に設けられる平板
状電極とから成る変調用電極と、前記すだれ状電極をは
さんでその両側に離間配置されるすだれ状電極で構成さ
れた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、前記出力用電極の電気信号を増幅して前記入力用
電極に帰還する増幅回路とを有し、前記変調用電極に変
調信号を供給し、前記増幅回路の出力から被変調信号を
得ることを特徴とする周波数電圧変換器。 - （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
周波数電圧変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039754A JPH0654847B2 (ja) | 1984-03-03 | 1984-03-03 | 周波数変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039754A JPH0654847B2 (ja) | 1984-03-03 | 1984-03-03 | 周波数変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185407A true JPS60185407A (ja) | 1985-09-20 |
| JPH0654847B2 JPH0654847B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=12561735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039754A Expired - Lifetime JPH0654847B2 (ja) | 1984-03-03 | 1984-03-03 | 周波数変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654847B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461156A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Koji Toda | Multi-frequency deviation modulation |
| FR3162108A1 (fr) * | 2024-05-11 | 2025-11-14 | Soitec | Dispositif à ondes élastiques |
Citations (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 |
-
1984
- 1984-03-03 JP JP59039754A patent/JPH0654847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR3162108A1 (fr) * | 2024-05-11 | 2025-11-14 | Soitec | Dispositif à ondes élastiques |
| WO2025237778A1 (fr) * | 2024-05-11 | 2025-11-20 | Soitec | Dispositif à ondes élastiques |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654847B2 (ja) | 1994-07-20 |
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