JPS6150536B2 - - Google Patents

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JPS6150536B2
JPS6150536B2 JP54024001A JP2400179A JPS6150536B2 JP S6150536 B2 JPS6150536 B2 JP S6150536B2 JP 54024001 A JP54024001 A JP 54024001A JP 2400179 A JP2400179 A JP 2400179A JP S6150536 B2 JPS6150536 B2 JP S6150536B2
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JP
Japan
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transducer
output
surface acoustic
segments
input
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JP54024001A
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English (en)
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JPS55115712A (en
Inventor
Katsuhide Tsukamoto
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2400179A priority Critical patent/JPS55115712A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6489Compensation of undesirable effects
    • H03H9/6496Reducing ripple in transfer characteristic
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02842Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections
    • H03H9/0285Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections of triple transit echo
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14544Transducers of particular shape or position
    • H03H9/1455Transducers of particular shape or position constituted of N parallel or series transducers

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  • 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ことのできる
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変換を行なうことができ、し
かも、その場合に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
間における弾性表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 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。
この用途においては、TTEのレベルは−40dB以
下であることが要望されている。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、色ずれや色違いなどが生じたり、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
数一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等を載せたこ
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などの欠点
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などの欠点が
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。
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。
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形成されているイン
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。各トランスデユーサ2,3,4
は、弾性表面波の伝搬方向と直角な方向に、二つ
のゼグメントa,bに分割されており、この二つ
のゼグメントa,bにおいて入出力トランスデユ
ーサの間隔を異ならせるようにしている。すなわ
ち、l1≠l3、l2≠l4にするようにしている。ゼグメ
ントaとセグメントbとでは弾性表面波の伝搬路
が異なつている。2a1,2b1,3a1,3b1,4
a1,4b1および2a2,2b2,3a2,3b2,4a2
4b2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は圧電セラミツクス(たとえば
PCM:松下電器産業(株)商品名)などで作ればよ
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
て形成すればよい。なお、各トランスデユーサ
2,3,4の各セグメントa,bの電極指の数は
実際には数10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、
この実施例ではトランスデユーサ2,3,4の各
セグメントa,b,cともに正規形のものの場合
を示している。
そして、各トランスデユーサ2,3,4におい
ては、それらの二つのセグメントa,bを並列に
接続して用い、中央の入力トランスデユーサ2に
信号源5から電気的信号を印加して弾性表面波に
変換し、両側の出力トランスデユーサ3,4で再
変換し、かつ並列に接続して負荷6に電気的信号
を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フイルタの周波数特性を比較して示す。
第2図に、SAWフイルタ関係ではよく知られ
たクロスフイルドモデルを用いて、周波数応答を
計算した結果を、従来のSAWフイルタのそれと
対比して示す。計算は、入力トランスデユーサ2
の電極指の本数は32本、出力トランスデユーサ
3,4のセグメントの電極指の本数もともに32本
とし、また負荷6の抵抗は50Ω、信号源5の内部
抵抗を50Ωとした。マツチングさせるために信号
源5および負荷6に並列に0.1μHのコイルを挿
入し、さらに実装時に増加する容量に対応させて
30pFの容量も同時に並列に入れた。なお、これ
でも完全にはマツチングされていない。圧電体基
板1に用いる圧電体材料の材料定数には圧電セラ
ミツクス(商品名PCM67、松下電器産業株式会
社製)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49pF、音速
2330.5m/秒とした。また、トランスデユーサ開
口(第1図におけるセグメントaまたは同bにお
ける電極指の最大重なり長)0.15mmとした。伝搬
損、回折、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はないものとし
た。
第2図Aは従来の正規形の1セグメントのみの
ものの特性である。リツプルが多いことがわか
る。
一方、第2図Bは第1図の実施例において、 d2=d4=d6=V/2fo1(V:音速、fo1:セグメン
トaの中心周波数56.80MHz) d3=d5=d7=V/2fo2(fo2:セグメントbの心周
波数56.50MHz) l1=l2=26λo1=26V/fo1 l3=l4=26λo2=26V/fo2 とした場合の結果である。リツプルはほとんどな
く、本発明の効果がいちじるしいことがよくわか
る。すなわち、l1=l2=nλ01、l3=l4=nλ02
ときに、効果がいちじるしい。次に、第3図に、
本発明の別の実施例を示す。これは二つのセグメ
ントa,bを第1図のように独立した共通電極を
用いて分離するのではなく、電極指を途中で折曲
させることによりセグメントa,bを形成したも
のである。もちろん等価的には第1図のものと同
様である。なお、第3図では二つのセグメント
a,bの中間部分をわかりやすくするために誇張
して示しているが、実際にはこの中間部分はごく
わずかである。
この第3図のような形状のSAWフイルタにつ
いて実測した特性を第4図Bに示す。なお、第4
図Aは中央のトランスデユーサに重みづけをした
従来の1セグメント型のものの特性である。この
図からも、本発明のSAWフイルタではリツプル
が少なく優れたものであることがよく理解され
る。
なお、テレビジヨン受像機用SAWフイルタで
は、入力トランスデユーサの中心周波数と出力ト
ランスデユーサの中心周波数が異なるようにして
すなわちd2≠d4=d6、d3≠d5=d7として用いられ
る場合がよくあるが、このような場合でも良好な
結果が得られた。三つのトランスデユーサ2,
3,4のそれぞれセグメントの中心周波数合計六
つを種々変えることが可能であり、本発明はその
ような場合にも適用することができる。
上記計算例においてはトランスデユーサ間の間
隔l1、l2、l3、l4は前述のように決定したが、これ
らは負荷、圧電基板の材料定数、トランスデユー
サの形状などによつて多少変るものである。好ま
しくはl1=l2、l3=l4であるが、もちろんそうでな
くてもよい。
よりよい周波数特性を得るために、SAWフイ
ルタではよく知られた電極長重みづけがなされる
ことがある。このような場合でも上記l1、l2
l3、l4などは多少変化するが、第4図に示すよう
にやはり本発明を実施することができる。もちろ
ん、どのトランスデユーサに重みづけがなされて
もよい。電極長重みづけばかりでなく、他の重み
づけ、たとえば、電極幅、電極間隔等による重み
づけも用いることはいうまでもない。
また、電極用の金属などを設けたために生じた
音響インピーダンスのミスマツチングによる反射
を防ぐために、よく知られたスプリツト電極を用
いることがあるが、この場合でも、もちろん本発
明を応用できることは明らかである。
さらに、上記実施例においてはトランスデユー
サの二つのセグメントの開口は同一としたが、こ
れもやはりとらわれることはない。ただし、この
場合やはり上記l1、l2、l3、l4は変る。
以上の説明から明らかなように、本発明の効果
は大きく、本発明を用いれば簡単に従来のSAW
フイルタとほぼ同じ製造工程で付加部品も変える
ことなく、挿入損が小さく帯域内リツプルの小さ
い優れた弾性表面波フイルタを得ることができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
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A,Bは従来と第1図
のフイルタの特性を示す特性図、第3図は本発明
の別の実施例における弾性表面波フイルタの平面
図、第4図A,Bは従来と第3図のフイルタの特
性を示す特性図である。 1……圧電基板、2,3,4……入出力トラン
スデユーサ、5……信号源、6……負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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は弾性表面波の伝搬方向とほ
    ぼ直角な方向に二つのセグメントに分割してな
    り、前記二つのセグメント間においてトランスデ
    ユーサの電極指間の間隔を異ならせ、かつ前記各
    セグメント内においては電極指間の間隔は、弾性
    表面波の伝播方向と直角な方向の位置により変化
    させず、それぞれのトランスデユーサの二つのセ
    グメントを並列に接続し、二つの出力トランスデ
    ユーサを並列に結線し、さらにそれを負荷に接続
    していることを特徴とする弾性表面波フイルタ。 2 入力トランスデユーサと出力トランスデユー
    サとの間隔を全て異ならせたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の弾性表面波フイルタ。 3 入力トランスデユーサおよび出力トランスデ
    ユーサの電極指を折曲させることにより二つのセ
    グメントにおけるトランスデユーサ間の間隔を異
    ならせたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    または第2項記載の弾性表面波フイルタ。
JP2400179A 1979-02-28 1979-02-28 Elastic surface wave filter Granted JPS55115712A (en)

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JP2400179A JPS55115712A (en) 1979-02-28 1979-02-28 Elastic surface wave filter

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JP2400179A JPS55115712A (en) 1979-02-28 1979-02-28 Elastic surface wave filter

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JPS55115712A JPS55115712A (en) 1980-09-05
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JPS55115712A (en) 1980-09-05

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