JPS603247B2 - 圧電振動子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧電振動子に関し、特に拡がり振動を利用し
た圧電振動子に関する。

第１図ないし第３図はそれぞれこの発明の背景となる従
来の拡がり振動を利用した角板型振動子の異なる例を示
す図解図である。

このような圧蚤振動子１は、たとえばＰＺｒのような圧
亀板１ １の一方主表面に形成された電極１２と他方主
表面に形成された電極１３を有する。第２図に示す振動
子１は圧電板１１の他方主表面に形成される電極１４を
部分電極とした例を示す。第３図に示すものは、圧函板
１１の他方主表面に形成される電極１５をドット電極と
し、１６をリング電極としたいわゆる３端子型振動子を
示す。これらの圧電振動子の動作原理等についてはすで
に周知のところであり、ここではその説明は昇略する。
第４図は従来の拡がり振動を利用した角板型圧鰭振動子
の一例として、たとえばＡＭバンドのラジオ受信機の中
間周波回路に用いた第３図の振動子の周波数特性を示す
グラフである。

このグラフからもわかるように、従来のものにおいては
、基本振動周波数の３次高調波あるいは５次高調波など
のスプリアスが非常に大きく、これが問題となっていた
。たとえば３次高調波は第５図に示すように発生する。
すなわち、庄電板１１の拡がり方向に基本振動３倍の周
波数の定在波がのることにより発生するものである。そ
こで、このようなスプリアスを抑圧する方法としては、
電極をたとえば第６図に示すように部分電極１２ａ，１
３ａとしてそのような定在波がのらないように工夫する
ことが知られている。すなわち、この第６図に示すよう
に部分電極１２ａ，１３ａを用いれば、この第６図の表
面電荷分布における斜線部分の表面電荷が打ち消されて
３次高調波の振動が抑圧されるものである。このように
部分電極の寸法や形状を適当に変えることによって、５
次高調波や７次高調波あるいは輪郭振動スプリアス等も
それぞれ抑圧可能である。しかしながら、この方法では
、対象とする単一のスプリアスのみ（たとえば３次高調
波のみ）が抑圧され、同時に多くのスプリアスを抑圧す
ることができない。また、他の特性上の要求のために、
このようなスプリアス抑圧のみを考慮した電極配置をす
ることができない場合もある。それゆえに、この発明の
主たる目的はすべてのスプリアスに効果のある、改良さ
れた拡がり振動を利用する圧電振動子を提供することで
ある。

この発明は、要約すれば、庄電振動子の圧電板を平行四
辺形とし、その平行四辺形の長辺と短辺の比が０．７か
ら０．斑になり、かつ２辺のなす角のうち１つの角度を
７５ｏから８ｙになるように選んだ圧電振動子である。
第７図〜第１０図は、それぞれこの発明の異なる実施例
を平面的に示す図であり、単に圧蟹板の形状を示すもの
である。

そして、第７図は第１図に、第８図は第２図に、第９図
および第１０図は第３図にそれぞれ対応している。この
発明では、圧電板の主表面の形状を従来のような正方形
とするのではなく、平行四辺形にした。そして、その平
行四辺形の最辺の長さａと短辺の長さｂとの比をｂ／ａ
＝０．７なし、し０．斑に選ぶ。それとともに、平行四
辺形の２辺のなす角の１つの角度０＝７５ｏ ないし８
９０に選ぶ。第１１図はこのような辺比ｂ／ａを機軸に
とり、縦軸に反共振抵抗と共振抵抗との比ｄＢをとった
グラフである。

この第１１図の線Ａが基本振動の周波数たとえば４５球
Ｈｚを示す。そして、線Ｂがその３次高調波たとえば１
．２Ｍ世を示し、線Ｃがその５次高調波たとえば２．び
Ｍ世を示し、線Ｄが輪郭振動たとえば６５０ｋ世を示
し線Ｅが屈曲振動たとえば３００ｋＨｂを示す。また、
第１２図はこのような角度０を穣軸にとり、縦軸に反共
振抵抗と共振抵抗との比ｄＢをとったグラフである。

この第１２図の線Ａ′が基本振動の周波数たとえば４５
水Ｈｚを示す。そして、線Ｂ′がその３次高調波たとえ
ば１．２Ｍ批を示し、線Ｃ′がその５次高調波たとえば
２．のＭＨｚを示し、線Ｄ′が輪郭振動たとえば６５０
ｋ＆を示し線Ｅが屈曲振動たとえば３００ｋ比を示す。
これら第１１図および第１２図からわかるように、圧電
板の主表面の形状を平行四辺形とし、長辺の長さａと短
辺の長さｂとの比ｂ／ａを０．７から０．斑に選び、か
つ長辺と短辺のなす角の１つの角度ｏを７５ｏから８９
０に選ぶことによって、ほとんどすべてのスブリアス振
動に対してそれを効果的に抑圧し得ることがわかる。

第１３図はたとえば第９図または第１０図の３端子圧電
振動子にこの発明を適用した場合の周波数特性を示し、
辺比ｂ／ａをたとえば０．９６とし、角度８をたとえば
８７．ｙにとっている。

この第１３図を見れば、従釆のもの（第４図）に比べて
、この発明がすべての高調波を効果的に抑圧し得るとい
うことがわかる。そして、それは輪郭振動についても同
様であり（第１１図および第１２図）、またどのような
電極構造（たとえば第７図、第８図または第９図もしく
は第１０図）であっても、同等のスブリアス振動の抑圧
効果を有するものである。なお、第１１図および第１２
図においてもわかるが、辺比ｂ／ａが０．７以下、角度
７５０以下のものについてもスブリアス振動の抑圧効果
はあるが、この辺比ｂ／ａをあまり小さくすると加工性
がわろくなり、ケースに組込む構造が複雑となる。

それとともに共振分割現象が生じたりして好ましくはな
い。そこで、この発明では辺比ｂ′ａを０．７から０．
弊に、角度０を７５０から８ぴまでに選んだ。なお、こ
の発明は共振子や３端子フィルタあるいははしご型フィ
ル夕などに用いることができる。以上のように、この発
明によれば、圧電板の主表面の形状を平行四辺形とし、
その最辺と短辺との比を０．７なし、し０．９８に選び
、かつ２辺のなす角の１つの角度ひを７５０ないし８９
０に選んだことにより、すべての高調波に対して効果的
にそれを抑圧することができる。

なお、このような圧電板上に形成する電極構造は実施例
第７図ないし第１０図のような形状以外にも、他のどの
ような形状であってもよいことはもちろんであり、要は
圧電板の主表面の形状を上述の形状に選ぶことである。
従来より、このような圧電振動子においては、その形状
を正方形としたのは、振動モード点から見て対称であり
しかも材質が均一な方が振動が起き易という理由による
。したがって、この発明のように特に圧電板の外形や寸
法を変えれば、基本振動やスブリアスにも影響を与える
わけであるが、基本振動についてはいずれにしてもその
波長がのり得る最４・の寸法があればよいわけであり、
外形や寸法を変えることによる基本振動への影響はあま
りない。これに対して、３次高調波や５次高調波などの
スプリアス振動は基本振動に比べて当然波長が短かくな
り、形状や寸法を変えたことの影響は基本振動に対して
よりも強く現われる。そして、その基本振動とスプリア
ス振動とのバランスの上で最適の外形寸法を選ぶのがこ
の発明の特徴である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の背景となる従釆の拡が
り振動を利用した角型圧電振動子の異なる例を示す図解
図である。 第４図はたとえば第３図の３端子圧電振動子をＡＭバン
ドの中間周波回路に用いた場合の周波数特性の一例を示
すグラフである。第５図は３次高調波の例を示す図であ
る。第６図はその３次高調波を抑圧するための一例を示
す図である。第７図ないし第１０図は、それぞれこの発
明の異なる実施例を示す平面的な図解図である。第１１
図は辺比ｂ／ａに対する反共振抵抗／共振抵抗の特性を
示すグラフである。第Ｉ２図は角度０に対する反共塚抵
抗／共振抵抗の特性を示すグラフである。第１３図はた
とえば第９図もしくは第１０図の実施例をＡＭバンドの
中間周波数回路に用いた場合の周波数特性を示すグラフ
である。図において、１は圧電振動子、１１′は圧函板
、１３′は全面電極、１４′は部分電極、１５′，１５
ｒはドット電極、１６′，１６″はリング電極を示す。 斜図 孝之図 髪３図 孝ょ図 孝５図 穿く図 菱７図 孝８図 孝？図 髪′ｏ図 髪’’図 強２図 孝′３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ その主表面の形状が平行四辺形をなす圧電板の拡が
   り振動を利用した圧電振動子であって、前記平行四辺形
   の長辺の長さと短辺の長さとの比が０．７ないし０．９
   ８であり、かつ前記平行四辺形の長辺と短辺とのなす角
   の１つの角度が７５°ないし８９°であることを特徴と
   する、圧電振動子。