JPS6141448B2 - - Google Patents
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- JPS6141448B2 JPS6141448B2 JP2157979A JP2157979A JPS6141448B2 JP S6141448 B2 JPS6141448 B2 JP S6141448B2 JP 2157979 A JP2157979 A JP 2157979A JP 2157979 A JP2157979 A JP 2157979A JP S6141448 B2 JPS6141448 B2 JP S6141448B2
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- JP
- Japan
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- transducer
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- surface acoustic
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- transducers
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
- H03H9/6489—Compensation of undesirable effects
- H03H9/6496—Reducing ripple in transfer characteristic
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14544—Transducers of particular shape or position
- H03H9/14547—Fan shaped; Tilted; Shifted; Slanted; Tapered; Arched; Stepped finger transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14544—Transducers of particular shape or position
- H03H9/14594—Plan-rotated or plan-tilted transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電基板の表面に入出力電極を設
け、弾性表面波を用いることによつてフイルタ特
性を得るようにした弾性表面波フイルタ（以下
SAWフイルタと略称する）において、特にトラ
ンスデユーサの構成に関し、挿入損を増加させる
ことなく帯域内リツプルを減少させるSAWフイ
ルタを提供するものである。
け、弾性表面波を用いることによつてフイルタ特
性を得るようにした弾性表面波フイルタ（以下
SAWフイルタと略称する）において、特にトラ
ンスデユーサの構成に関し、挿入損を増加させる
ことなく帯域内リツプルを減少させるSAWフイ
ルタを提供するものである。
圧電基板上にインタデジタル形の入出力トラン
スデユーサを設けると、電気的信号と圧電基板の
弾性表面波との相互交換を行なうことができ、し
かも圧電基板の特性および入出力トランスデユー
サの構造によつて特定の帯域の信号のみを通過さ
せることができるという性質を利用してSAWフ
イルタが提案され、その設計の自由度が大きいこ
とからテレビジヨン受像機における中間周波フイ
ルタ等の各種の用途が展望されている。
スデユーサを設けると、電気的信号と圧電基板の
弾性表面波との相互交換を行なうことができ、し
かも圧電基板の特性および入出力トランスデユー
サの構造によつて特定の帯域の信号のみを通過さ
せることができるという性質を利用してSAWフ
イルタが提案され、その設計の自由度が大きいこ
とからテレビジヨン受像機における中間周波フイ
ルタ等の各種の用途が展望されている。
ところが、従来のSAWフイルタにおいては、
一般に挿入損と帯域内における周波数特性のリツ
プルとをともに良好にすることが困難であつたた
めに、未だ実用化されるに至つていない。この帯
域内のリツプルは、主として入出力トランスデユ
ーサ間における弾性面波の多重反射波に起因して
おり、その中でも入力トランスデユーサの部分で
発射された弾性表面波が出力トランスデユーサの
部分で反射され、さらに入力トランスデユーサ部
でもう一度反射されて、もとの弾性表面波ととも
に出力トランスデユーサに入射するいわゆる３回
反射波（以下TTEという）がその主要な要因で
ある。
一般に挿入損と帯域内における周波数特性のリツ
プルとをともに良好にすることが困難であつたた
めに、未だ実用化されるに至つていない。この帯
域内のリツプルは、主として入出力トランスデユ
ーサ間における弾性面波の多重反射波に起因して
おり、その中でも入力トランスデユーサの部分で
発射された弾性表面波が出力トランスデユーサの
部分で反射され、さらに入力トランスデユーサ部
でもう一度反射されて、もとの弾性表面波ととも
に出力トランスデユーサに入射するいわゆる３回
反射波（以下TTEという）がその主要な要因で
ある。
従来の、電極指の長さが等しい入出力電極を平
行にして設けたSAWフイルタにおいては、この
TTEのレベルが、ほぼぼ TTE（dB）≒−（２×挿入損＋６）（dB） となることが知られている。このため、テレビジ
ヨン受像機の中間周波フイルタ用に用いる場合に
ついてみても、挿入損を実用限界の10dB程度に
しようとすれば、TTEは―26dB程度にもなつて
しまい、とうてい実用に耐えなかつたのである。
というのは、この用途において、TTEのレベル
は―40dB以下であることが要望されているので
ある。このようにTTEのレベルが高くて帯域内
での周波数特性のリツプルが大きいと、テレビジ
ヨン画像のシヤープさが損われたり、あるいは逆
に強調され過ぎたり、また、色ずれや色違い等が
生じたり、さらにはゴースト像が生じたりするな
ど、画面への悪影響が大きくなるためである。こ
のリツプルと、位相特性である群遅延とは互いに
関係があり、一概にはいえないが、細かいリツプ
ルは群遅延のリツプルと対応するといつてよい。
したがつて、リツプルのない群遅延特性を得よう
とすると、周波数―振巾特性においてもリツプル
のないことが要求される。
行にして設けたSAWフイルタにおいては、この
TTEのレベルが、ほぼぼ TTE（dB）≒−（２×挿入損＋６）（dB） となることが知られている。このため、テレビジ
ヨン受像機の中間周波フイルタ用に用いる場合に
ついてみても、挿入損を実用限界の10dB程度に
しようとすれば、TTEは―26dB程度にもなつて
しまい、とうてい実用に耐えなかつたのである。
というのは、この用途において、TTEのレベル
は―40dB以下であることが要望されているので
ある。このようにTTEのレベルが高くて帯域内
での周波数特性のリツプルが大きいと、テレビジ
ヨン画像のシヤープさが損われたり、あるいは逆
に強調され過ぎたり、また、色ずれや色違い等が
生じたり、さらにはゴースト像が生じたりするな
ど、画面への悪影響が大きくなるためである。こ
のリツプルと、位相特性である群遅延とは互いに
関係があり、一概にはいえないが、細かいリツプ
ルは群遅延のリツプルと対応するといつてよい。
したがつて、リツプルのない群遅延特性を得よう
とすると、周波数―振巾特性においてもリツプル
のないことが要求される。
上述のようなSAWフイルタにおける多重反射
発生の原因には、よく知られているように二つあ
り、その第１は圧電体の表面に金属などを載せた
ことによる音響インピーダンスの不連続性であ
り、第２は出力トランスデユーサに負荷が接続さ
れているために再び表面波が放射されること（再
放射といわれている）である。この多重反射を除
くために種々の方法が考えられており、たとえば
入出力トランスデユーサのほかに反射用トランス
デユーサを設け、反射用トランスデユーサからの
反射波を入力トランスデユーサあるいは出力トラ
ンスデユーサからの反射波に重ね合わせて打ち消
そうとするもの、あるいは、入力を２相あるいは
３相の電源で駆動して一方向にのみ表面波を放出
するようにし、かつ出力トランスデユーサも２相
あるいは３相で表面波を受けるようにして１相に
変換するという方法がある。しかし、前者の場合
には、帯域が広くとれない、トランスデユーサ数
が増加するために素子面積が大きくなる等の欠点
があり、また、後者の場合には、電極構造が複雑
となる、さらに、２相あるいは３相の電源を準備
したり、また逆の変換を必要とする等の欠点があ
つた。
発生の原因には、よく知られているように二つあ
り、その第１は圧電体の表面に金属などを載せた
ことによる音響インピーダンスの不連続性であ
り、第２は出力トランスデユーサに負荷が接続さ
れているために再び表面波が放射されること（再
放射といわれている）である。この多重反射を除
くために種々の方法が考えられており、たとえば
入出力トランスデユーサのほかに反射用トランス
デユーサを設け、反射用トランスデユーサからの
反射波を入力トランスデユーサあるいは出力トラ
ンスデユーサからの反射波に重ね合わせて打ち消
そうとするもの、あるいは、入力を２相あるいは
３相の電源で駆動して一方向にのみ表面波を放出
するようにし、かつ出力トランスデユーサも２相
あるいは３相で表面波を受けるようにして１相に
変換するという方法がある。しかし、前者の場合
には、帯域が広くとれない、トランスデユーサ数
が増加するために素子面積が大きくなる等の欠点
があり、また、後者の場合には、電極構造が複雑
となる、さらに、２相あるいは３相の電源を準備
したり、また逆の変換を必要とする等の欠点があ
つた。
そこで、本発明はかかる従来の欠点を解消し
て、きわめて簡易な構成によつて、挿入損を増加
することなく、帯域内における周波数特性のリツ
プルを少なくすることのできるSAWフイルタを
提供することを目的とするものである。
て、きわめて簡易な構成によつて、挿入損を増加
することなく、帯域内における周波数特性のリツ
プルを少なくすることのできるSAWフイルタを
提供することを目的とするものである。
このため、本発明においては、圧電基板上に、
入力トランスデユーサを中にして、その左右両側
にそれぞれ出力トランスデユーサを設け、その入
力トランスデユーサと二つの出力トランスデユー
サとの間隔を弾性表面波の伝搬方向と直角な方向
へ行くに従つて直線的に変化すように構成し、か
つそれら二つの出力トランスデユーサを並列に接
続し、さらにそれを負荷に接続してなることを特
徴とするものである。
入力トランスデユーサを中にして、その左右両側
にそれぞれ出力トランスデユーサを設け、その入
力トランスデユーサと二つの出力トランスデユー
サとの間隔を弾性表面波の伝搬方向と直角な方向
へ行くに従つて直線的に変化すように構成し、か
つそれら二つの出力トランスデユーサを並列に接
続し、さらにそれを負荷に接続してなることを特
徴とするものである。
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図はその概略的な平面図を示し、ここでは
理解を容易にするために寸法や傾きを強調して示
している。図において、１は圧電材料で作られた
圧電基板、２はその主面中央部分に設けられたイ
ンタデジタル形の入力トランスデユーサ、３，４
は入力トランスデユーサ２を中にして左右両側に
それぞれ配置形成されたインタデジタル形の出力
トランスデユーサである。２１，３１，４１およ
び２２，３２，４２は各トランスデユーサの共通
電極と電極指である。圧電基板１には圧電セラミ
ツク材料（たとえばPCM：松下電器産業(株)商品
名）等を用いればよく、各トランスデユーサ２，
３，４はその表面に金やアルミニウムといつた金
属を蒸着するなどして形成する。なお、トランス
デユーサ２，３，４の電極指２２，３２，４２の
数は実際には数０本設けるのであるが、ここでは
理解しやすいように少数本のみを示している。ま
た、この実施例では各トランスデユーサ２，３，
４はともに正規形のものの場合を示している。
理解を容易にするために寸法や傾きを強調して示
している。図において、１は圧電材料で作られた
圧電基板、２はその主面中央部分に設けられたイ
ンタデジタル形の入力トランスデユーサ、３，４
は入力トランスデユーサ２を中にして左右両側に
それぞれ配置形成されたインタデジタル形の出力
トランスデユーサである。２１，３１，４１およ
び２２，３２，４２は各トランスデユーサの共通
電極と電極指である。圧電基板１には圧電セラミ
ツク材料（たとえばPCM：松下電器産業(株)商品
名）等を用いればよく、各トランスデユーサ２，
３，４はその表面に金やアルミニウムといつた金
属を蒸着するなどして形成する。なお、トランス
デユーサ２，３，４の電極指２２，３２，４２の
数は実際には数０本設けるのであるが、ここでは
理解しやすいように少数本のみを示している。ま
た、この実施例では各トランスデユーサ２，３，
４はともに正規形のものの場合を示している。
本発明においては、この入力トランスデユーサ
２と出力トランスデユーサ３，４との間隔を弾性
表面波の伝搬方向（図中破線方向）と直角は方向
へ行くに従つて直線的に変化させるようにし、か
つ、その二つの出力トランスデユーサ３，４を出
力用の負荷５に接続するようにしたことに特徴が
ある。すなわち、弾性表面波の伝搬方向と垂直な
方向の一端部における間隔l1，l2と他端部におけ
る間隔l3，l4とを異ならせ、その間では間隔が直
線的に変化するように斜めにして形成しているの
である。そして、中央の入力トランスデユーサ２
に信号源６から電気的信号を印加して弾性表面波
に変換し、それを両側の出力トランスデユーサ
３，４で電気的信号に再変換し、並列に取り出し
て負荷５に出力信号が得られるようにしている。
２と出力トランスデユーサ３，４との間隔を弾性
表面波の伝搬方向（図中破線方向）と直角は方向
へ行くに従つて直線的に変化させるようにし、か
つ、その二つの出力トランスデユーサ３，４を出
力用の負荷５に接続するようにしたことに特徴が
ある。すなわち、弾性表面波の伝搬方向と垂直な
方向の一端部における間隔l1，l2と他端部におけ
る間隔l3，l4とを異ならせ、その間では間隔が直
線的に変化するように斜めにして形成しているの
である。そして、中央の入力トランスデユーサ２
に信号源６から電気的信号を印加して弾性表面波
に変換し、それを両側の出力トランスデユーサ
３，４で電気的信号に再変換し、並列に取り出し
て負荷５に出力信号が得られるようにしている。
第２図に、この実施例のSAWフイルタと従来
のSAWフイルタとの周波数特性を比較して示
す。実線Ａが上記実施例の特性であり、破線Ｂが
従来のSAWフイルタの特性である。なお、図示
特性はSAWフイルタにおいて特性解析のために
一般的に用いられるクロスフイルドモデルを用い
て周波数応答を計算した結果であり、その計算値
が実測値ときわめてよく一致することは周知のと
おりである。
のSAWフイルタとの周波数特性を比較して示
す。実線Ａが上記実施例の特性であり、破線Ｂが
従来のSAWフイルタの特性である。なお、図示
特性はSAWフイルタにおいて特性解析のために
一般的に用いられるクロスフイルドモデルを用い
て周波数応答を計算した結果であり、その計算値
が実測値ときわめてよく一致することは周知のと
おりである。
ここでは、計算条件として、入出力トランスデ
ユーサ２，３，４のいずれにおいてもその電極指
数をそれぞれ32本とし、また負荷５の抵抗を50
Ω、電源５の内部抵抗を50Ωとした。またマツチ
ングさせるために、負荷５に並列に0.44μＨのコ
イルを接続し、さらに信号源６にも並列に0.2μ
Ｈのコイルを接続した。なおこれでも完全にマツ
チングされていない。圧電基板１に用いる圧電体
材料の材料定数としては、圧電セラミツクス（商
品名PCM，松下電器産業(株)製）のそれを用い
た。すなわち結合係数0.2、電極指１本１mmあた
りの静電容量4.9pF、音速2330.5ｍ／秒、トラン
スデユーサ開口0.3mmとした。伝搬損、回折およ
び電極を基板上に被着したことによる音響インピ
ーダンスのミスマツチングはないものとした。ま
た、中心周波数は56.5MHzとした。
ユーサ２，３，４のいずれにおいてもその電極指
数をそれぞれ32本とし、また負荷５の抵抗を50
Ω、電源５の内部抵抗を50Ωとした。またマツチ
ングさせるために、負荷５に並列に0.44μＨのコ
イルを接続し、さらに信号源６にも並列に0.2μ
Ｈのコイルを接続した。なおこれでも完全にマツ
チングされていない。圧電基板１に用いる圧電体
材料の材料定数としては、圧電セラミツクス（商
品名PCM，松下電器産業(株)製）のそれを用い
た。すなわち結合係数0.2、電極指１本１mmあた
りの静電容量4.9pF、音速2330.5ｍ／秒、トラン
スデユーサ開口0.3mmとした。伝搬損、回折およ
び電極を基板上に被着したことによる音響インピ
ーダンスのミスマツチングはないものとした。ま
た、中心周波数は56.5MHzとした。
本実施例のものではl1＝l2＝26.0λ０，l3＝l4＝
26.3λ０（ただしλ０（ただしλ０＝υ／０：
υは音速，０は中心周波数）とし、その間では
直線的に間隔を変化させるものとして、特性Ａが
得られた。種々の試みでは、l3−l1＝l4−l2＝0.15
〜045λ０でよい結果が得られた。従来のものに
おいてl1＝l2＝l3＝l4＝26.0λ０の場合には特性Ｂ
であつた。図からも明らかなように、上記実施例
においては、従来よりも挿入損が約1dB増加して
はいるが、帯域内におけるリツプルが著しく減少
しており、ほぼ実用に供し得るSAWフイルタが
得られることがわかる。この場合は希望の周波数
特性をうるためのパラメータが著しく少なくな
り、設計が容易になる。
26.3λ０（ただしλ０（ただしλ０＝υ／０：
υは音速，０は中心周波数）とし、その間では
直線的に間隔を変化させるものとして、特性Ａが
得られた。種々の試みでは、l3−l1＝l4−l2＝0.15
〜045λ０でよい結果が得られた。従来のものに
おいてl1＝l2＝l3＝l4＝26.0λ０の場合には特性Ｂ
であつた。図からも明らかなように、上記実施例
においては、従来よりも挿入損が約1dB増加して
はいるが、帯域内におけるリツプルが著しく減少
しており、ほぼ実用に供し得るSAWフイルタが
得られることがわかる。この場合は希望の周波数
特性をうるためのパラメータが著しく少なくな
り、設計が容易になる。
なお、テレビジヨン受像機用等のSAWフイル
タにおいては、入力トランスデユーサと出力トラ
ンスデユーサとの中心周波数を異ならせて帯域幅
を広くすることも行なわれるが、本発明はかかる
形式のものにも適用して効果のあることが確認さ
れている。
タにおいては、入力トランスデユーサと出力トラ
ンスデユーサとの中心周波数を異ならせて帯域幅
を広くすることも行なわれるが、本発明はかかる
形式のものにも適用して効果のあることが確認さ
れている。
また、SAWフイルタではよく電極指の長さを
変えたトランスデユーサ（電極長重みづけトラン
スデユーサ）や一つのトランスデユーサのなかに
あつてもＸ方向に沿つて電極指間隔の互いに異な
るトランスデユーサが用いられるが、このような
場合にみ本発明を適用することができる。このほ
かにも、よく知られたスプリツト電極指が用いら
れるが、もちろんその場合でも本発明を応用する
ことができる。
変えたトランスデユーサ（電極長重みづけトラン
スデユーサ）や一つのトランスデユーサのなかに
あつてもＸ方向に沿つて電極指間隔の互いに異な
るトランスデユーサが用いられるが、このような
場合にみ本発明を適用することができる。このほ
かにも、よく知られたスプリツト電極指が用いら
れるが、もちろんその場合でも本発明を応用する
ことができる。
第１図に示した構成についてさらに、信号源６
の抵抗値を75Ωに、また負荷抵抗５の値を1KΩ
にそれぞれ変えて計算したところ、リツプルが生
じたが、入出力インピーダンスを変換してやる
と、前述した信号源内部抵抗50Ω、負荷抵抗50Ω
の場合以上に顕著な効果を得ることが確認され
た。これらの諸元は用いる材料の定数や、電極指
の重みづけ等に応じて設定すればよいものであ
る。
の抵抗値を75Ωに、また負荷抵抗５の値を1KΩ
にそれぞれ変えて計算したところ、リツプルが生
じたが、入出力インピーダンスを変換してやる
と、前述した信号源内部抵抗50Ω、負荷抵抗50Ω
の場合以上に顕著な効果を得ることが確認され
た。これらの諸元は用いる材料の定数や、電極指
の重みづけ等に応じて設定すればよいものであ
る。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、従来のSAWフイルタに比べて挿入損を大き
く増加させることなく帯域内のリツプルを著しく
減少することのできる、優れた特性のSAWフイ
ルタを、簡易な構成で得ることができるものであ
る。
ば、従来のSAWフイルタに比べて挿入損を大き
く増加させることなく帯域内のリツプルを著しく
減少することのできる、優れた特性のSAWフイ
ルタを、簡易な構成で得ることができるものであ
る。
第１図は本発明の一実施例における弾性表面波
フイルタの平面図、第２図は同弾性表面波フイル
タと従来の弾性表面波フイルタとの周波数特性を
示す特性図である。 １……圧電基板、２……入力トランスデユー
サ、３，４……出力トランスデユーサ、５……負
荷、６……信号源。
フイルタの平面図、第２図は同弾性表面波フイル
タと従来の弾性表面波フイルタとの周波数特性を
示す特性図である。 １……圧電基板、２……入力トランスデユー
サ、３，４……出力トランスデユーサ、５……負
荷、６……信号源。
Claims (1)
- １ 圧電基板上に、入力トランスデユーサを中央
にしてその左右両側にそれぞれ出力トランスデユ
ーサを設け、これら入力トランスデユーサと出力
トランスデユーサとの間隔を、弾性表面波の伝搬
方向と直角な方向へ行くに従つて直線的に変化せ
てなり、上記二つの出力トランスデユーサを並列
に接続し、さらにそれを負荷に接続してなること
を特徴とする弾性表面波フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157979A JPS55114020A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Elastic surface wave filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157979A JPS55114020A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Elastic surface wave filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55114020A JPS55114020A (en) | 1980-09-03 |
| JPS6141448B2 true JPS6141448B2 (ja) | 1986-09-16 |
Family
ID=12058940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157979A Granted JPS55114020A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Elastic surface wave filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55114020A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59117706A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-07 | Tokyo Electric Co Ltd | 磁気記録装置 |
-
1979
- 1979-02-26 JP JP2157979A patent/JPS55114020A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55114020A (en) | 1980-09-03 |
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