JPS6228609B2 - - Google Patents
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- JPS6228609B2 JPS6228609B2 JP54064548A JP6454879A JPS6228609B2 JP S6228609 B2 JPS6228609 B2 JP S6228609B2 JP 54064548 A JP54064548 A JP 54064548A JP 6454879 A JP6454879 A JP 6454879A JP S6228609 B2 JPS6228609 B2 JP S6228609B2
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- acoustic wave
- wave device
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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
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02551—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of quartz substrates
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/36—Devices for manipulating acoustic surface waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、表面音響波（SAW）装置に関する
ものである。 このような装置は通常平らな表面上に入出力イ
ンターデイジタル・コーム（櫛形）変換器を備え
た圧電（例えば水晶）基板を持つている。電気信
号は入力変換器によつて表面音響波に変換され、
これがトラツクに沿い出力変換器の方に移動し、
ここで表面波が電気信号に逆変換される。この装
置は、フイルタ、デイレイライン又はフイードバ
ツク・エレメントとして発振器などに、変換器の
長さ形状及び音響波トラツクの長さを適当に配置
することによつて、使うことができる。発振器に
於けるSAW装置の使用については
「Ultrasonic」誌1974年第115ないし123頁に記載
されている。 シングルポートレゾネータと言われているもう
１つのSAW装置が、入力兼用出力変換器の二重
目的に、金属ストリツプ又はグループから成る２
個の反射アレイ間に配置して、使用されている。 すべての音響波装置について、水晶を精確に切
り且つ磨き、また変換器を精確に整合させて、基
板の方向及び音響伝播方向を結晶軸と相対的に定
めることが必要である。 水晶を使用した従来の音響波装置は通常いわゆ
るSTプレーン（伝播がＸ−軸に平行）を使用
し、従つて温度変化の効果（例えば周波数の変動
及び温度になるデイレイ）が最少限に抑えられ
る。 本発明によれば、表面音響装置は平らな表面を
持つ水晶基板を備え、この表面は、入力兼出力変
換器装置を載せ音響波を平らな平面の中又は上の
トラツクに沿つて送りまた受ける。この場合、こ
の平らな表面はＹ軸のまわりにＺ平面からプラス
又はマイナス41゜ないし47゜だけ回転した平面内
にあり、トラツクはＹ軸から61゜ないし67゜整合
とし、61゜ないし67゜整合の方向は、トラツクが
結晶のマイナー・ロンボヘドラル（菱面体）面に
ほぼ直角である。 入力兼出力変換装置はワンポートレゾネータに
於けるように単一の変換器でもよいし、デイレイ
ライン又はツーポートレゾネータに於けるように
別個の入力変換器及び出力変換器であつてもよ
い。２個以上の変換器を、英国特許第1372235号
明細書にあるような反射アレイ構造又はカプラー
と共に使うこともできる。 以上本発明をその実施例について添付図を用い
て詳細に説明する。 第１図に示すように、結晶１は、ｘ軸、ｙ軸、
ｚ軸、通常１101、０１11、10１１で示されるメ
ージヤー・ロンボヘドラル面２，３，４を持つて
いる。３個のマイナー・ロンボヘドラル面５，
６，２１は１011、１１01、01１１で示す。Ｘ平
面は２110で示しこれは（定義上）Ｘ軸に直角な
平面図である。 結晶に隣接して、Ｙ軸のまわりにＸ平面から＋
及び−46゜だけ回転した即ちＺ（又はXY）平面
（XY平面はＸ軸及びＹ軸を含む平面である）から
−及び＋44゜だけ回転した２個の平面７，８があ
る。これらの平面７，８上に音響伝播のベクトル
Ｋ １，Ｋ ２が横たわつている。これらのベクトル
はＹ軸に64゜で交り、また２個のマイナー・ロン
ボヘドラル面１１01、１011に対してほぼ直角を
なしており、これら両面の法線は破線９，１０で
示す。 前述のように、水晶カツトは１個の特定の組の
XYZ軸に関係付けられている。しかし水晶はトリ
ゴナル（三方晶系）であるので、３個のイクイバ
レントXY軸を持ち、Ｚ軸は単一である。前述の
カツトは、３組のＹ軸のうちの任意の組のまわり
に±46゜の適当な回転を行なつて得られる。或る
場合には、このことは第３のマイナー・ロンボヘ
ドラルド面01１１、即ちこの面から法線２２にほ
ぼ平行なｋに直角な伝播を含んでいる。 第２図に示すデイレイライン装置１２は、前述
の平面の１つに横たわるようにカツトし磨いた平
らな面１４を持つ水晶の基板を備えている。平面
１４の上には、前述のように整合したトラツクｋ
１又はｋ ２，１７に沿い間隔を隔てた２個のイン
ターデイジタル変換器１５，１６がある。変換器
の長さ、フインガペヤーの数、変換器間スペーシ
ングは、所要の装置応答、例えば英国特許第
1451326号明細書に記載されているシングルモー
ド発振器を提供するように選択する。表面波の反
射は、基板の端部１８，１９に角度付けをするこ
とによつて、減らす。増幅器２０に変換器を接続
すれば、主にデイレイライン装置１２によつて定
まる性能を備えたフイードバツクループが得られ
る。入力変換器１５及び出力変換器１６の働きは
可逆的である。本発明は発振器に限定されたもの
ではなく、温度上の安定が必要とされるすべての
SAW装置用として使うことができる。 第３図は、第２図に示すような発振器の周波数
が、１連の異なる結晶カツトに対して装置温度と
共にどのように変化するかを示しており、この場
合カツトは、Ｙ軸（即ち前述のｋ １又はｋ ２）に
対して64゜で伝播する45゜、46゜、47゜回転のＸ
カツトである。44゜カツト（及び更に低いカツト
角度）は、低い温度値に於てゼロの温度係数を持
つ。破線で示すものは、STカツトの水晶装置に
対するグラフを比較のために掲げたものである。 以上詳述した装置に対しては、SAWの速度は
約3317米／秒である。ビームステアリング
（SAWトラツク偏差）は、ベクトルｋがあまり変
らなければ即ち64゜値から１゜以下ならば、1/2
゜以下である。このビームステアリングは平らな
面の整合の変化にはあまり敏感ではないので、整
合は、第３図に示すような所望の性能を選ぶよう
に変えることができる。重くメタライズした変換
器の存在は第３図に示す値に影響を及ぼす。その
理由はこれらの成績は主に自由表面に対するもの
であるからであるが、周知の技法によつて修正を
決定することができる。 装置の寿命も、前述のようなカツトを以つてす
れば、表面の汚染がSTカツトの水晶よりも影響
が少ないようであるので、よく改善されたことを
示している。 第４図は、第２図のデイレイラインに反射スト
リツプから成る２個のアレイ２４，２５を追加し
たものに類似のツーポートレゾネータを示す。こ
れは結果的にはデイレイラインよりも高いＱ装置
である。レゾネータについては、1975年I.E.E.E
ウルトラソニツク・シンポジウムI.E.E.E
Cat.75CH（944−4SU）ページ290の報告にF.G.
Marshall氏が述べている。 温度的安定の改善のための音響波装置について
は、1978年ウルトラソニツク・シンポジウムの報
告I.E.E.E Cat.78 CH1344 1SUに於てT.I.
Brwning及びM.F.Lewisの両氏が述べている。こ
こでは単一の基板上に電気的に並列に接続した２
個又は２個以上の音響トラツクが使われている。
主トラツクは前述のような先天的に良好な温度的
安定を持つ方向に整合してあるが、副トラツクは
異つた温度系数を提供するように整合されてい
る。
ものである。 このような装置は通常平らな表面上に入出力イ
ンターデイジタル・コーム（櫛形）変換器を備え
た圧電（例えば水晶）基板を持つている。電気信
号は入力変換器によつて表面音響波に変換され、
これがトラツクに沿い出力変換器の方に移動し、
ここで表面波が電気信号に逆変換される。この装
置は、フイルタ、デイレイライン又はフイードバ
ツク・エレメントとして発振器などに、変換器の
長さ形状及び音響波トラツクの長さを適当に配置
することによつて、使うことができる。発振器に
於けるSAW装置の使用については
「Ultrasonic」誌1974年第115ないし123頁に記載
されている。 シングルポートレゾネータと言われているもう
１つのSAW装置が、入力兼用出力変換器の二重
目的に、金属ストリツプ又はグループから成る２
個の反射アレイ間に配置して、使用されている。 すべての音響波装置について、水晶を精確に切
り且つ磨き、また変換器を精確に整合させて、基
板の方向及び音響伝播方向を結晶軸と相対的に定
めることが必要である。 水晶を使用した従来の音響波装置は通常いわゆ
るSTプレーン（伝播がＸ−軸に平行）を使用
し、従つて温度変化の効果（例えば周波数の変動
及び温度になるデイレイ）が最少限に抑えられ
る。 本発明によれば、表面音響装置は平らな表面を
持つ水晶基板を備え、この表面は、入力兼出力変
換器装置を載せ音響波を平らな平面の中又は上の
トラツクに沿つて送りまた受ける。この場合、こ
の平らな表面はＹ軸のまわりにＺ平面からプラス
又はマイナス41゜ないし47゜だけ回転した平面内
にあり、トラツクはＹ軸から61゜ないし67゜整合
とし、61゜ないし67゜整合の方向は、トラツクが
結晶のマイナー・ロンボヘドラル（菱面体）面に
ほぼ直角である。 入力兼出力変換装置はワンポートレゾネータに
於けるように単一の変換器でもよいし、デイレイ
ライン又はツーポートレゾネータに於けるように
別個の入力変換器及び出力変換器であつてもよ
い。２個以上の変換器を、英国特許第1372235号
明細書にあるような反射アレイ構造又はカプラー
と共に使うこともできる。 以上本発明をその実施例について添付図を用い
て詳細に説明する。 第１図に示すように、結晶１は、ｘ軸、ｙ軸、
ｚ軸、通常１101、０１11、10１１で示されるメ
ージヤー・ロンボヘドラル面２，３，４を持つて
いる。３個のマイナー・ロンボヘドラル面５，
６，２１は１011、１１01、01１１で示す。Ｘ平
面は２110で示しこれは（定義上）Ｘ軸に直角な
平面図である。 結晶に隣接して、Ｙ軸のまわりにＸ平面から＋
及び−46゜だけ回転した即ちＺ（又はXY）平面
（XY平面はＸ軸及びＹ軸を含む平面である）から
−及び＋44゜だけ回転した２個の平面７，８があ
る。これらの平面７，８上に音響伝播のベクトル
Ｋ １，Ｋ ２が横たわつている。これらのベクトル
はＹ軸に64゜で交り、また２個のマイナー・ロン
ボヘドラル面１１01、１011に対してほぼ直角を
なしており、これら両面の法線は破線９，１０で
示す。 前述のように、水晶カツトは１個の特定の組の
XYZ軸に関係付けられている。しかし水晶はトリ
ゴナル（三方晶系）であるので、３個のイクイバ
レントXY軸を持ち、Ｚ軸は単一である。前述の
カツトは、３組のＹ軸のうちの任意の組のまわり
に±46゜の適当な回転を行なつて得られる。或る
場合には、このことは第３のマイナー・ロンボヘ
ドラルド面01１１、即ちこの面から法線２２にほ
ぼ平行なｋに直角な伝播を含んでいる。 第２図に示すデイレイライン装置１２は、前述
の平面の１つに横たわるようにカツトし磨いた平
らな面１４を持つ水晶の基板を備えている。平面
１４の上には、前述のように整合したトラツクｋ
１又はｋ ２，１７に沿い間隔を隔てた２個のイン
ターデイジタル変換器１５，１６がある。変換器
の長さ、フインガペヤーの数、変換器間スペーシ
ングは、所要の装置応答、例えば英国特許第
1451326号明細書に記載されているシングルモー
ド発振器を提供するように選択する。表面波の反
射は、基板の端部１８，１９に角度付けをするこ
とによつて、減らす。増幅器２０に変換器を接続
すれば、主にデイレイライン装置１２によつて定
まる性能を備えたフイードバツクループが得られ
る。入力変換器１５及び出力変換器１６の働きは
可逆的である。本発明は発振器に限定されたもの
ではなく、温度上の安定が必要とされるすべての
SAW装置用として使うことができる。 第３図は、第２図に示すような発振器の周波数
が、１連の異なる結晶カツトに対して装置温度と
共にどのように変化するかを示しており、この場
合カツトは、Ｙ軸（即ち前述のｋ １又はｋ ２）に
対して64゜で伝播する45゜、46゜、47゜回転のＸ
カツトである。44゜カツト（及び更に低いカツト
角度）は、低い温度値に於てゼロの温度係数を持
つ。破線で示すものは、STカツトの水晶装置に
対するグラフを比較のために掲げたものである。 以上詳述した装置に対しては、SAWの速度は
約3317米／秒である。ビームステアリング
（SAWトラツク偏差）は、ベクトルｋがあまり変
らなければ即ち64゜値から１゜以下ならば、1/2
゜以下である。このビームステアリングは平らな
面の整合の変化にはあまり敏感ではないので、整
合は、第３図に示すような所望の性能を選ぶよう
に変えることができる。重くメタライズした変換
器の存在は第３図に示す値に影響を及ぼす。その
理由はこれらの成績は主に自由表面に対するもの
であるからであるが、周知の技法によつて修正を
決定することができる。 装置の寿命も、前述のようなカツトを以つてす
れば、表面の汚染がSTカツトの水晶よりも影響
が少ないようであるので、よく改善されたことを
示している。 第４図は、第２図のデイレイラインに反射スト
リツプから成る２個のアレイ２４，２５を追加し
たものに類似のツーポートレゾネータを示す。こ
れは結果的にはデイレイラインよりも高いＱ装置
である。レゾネータについては、1975年I.E.E.E
ウルトラソニツク・シンポジウムI.E.E.E
Cat.75CH（944−4SU）ページ290の報告にF.G.
Marshall氏が述べている。 温度的安定の改善のための音響波装置について
は、1978年ウルトラソニツク・シンポジウムの報
告I.E.E.E Cat.78 CH1344 1SUに於てT.I.
Brwning及びM.F.Lewisの両氏が述べている。こ
こでは単一の基板上に電気的に並列に接続した２
個又は２個以上の音響トラツクが使われている。
主トラツクは前述のような先天的に良好な温度的
安定を持つ方向に整合してあるが、副トラツクは
異つた温度系数を提供するように整合されてい
る。
第１図は結晶軸を規定する各種結晶平面を持つ
水晶結晶を示し、第２図は表面音響波デイレイラ
イン測置を示し、第３図は或る表面整合範囲に対
する温度対周波数の関係を示し、第４図はツーポ
ートの表面音響波レゾネータを示す。 １２……デイレイライン装置、１４……平面、
１５，１６……インターデイジタル・コーム（櫛
形）変換器、１８，１９……基板端部、２０……
増幅器、２４，２５……反射アレイ。
水晶結晶を示し、第２図は表面音響波デイレイラ
イン測置を示し、第３図は或る表面整合範囲に対
する温度対周波数の関係を示し、第４図はツーポ
ートの表面音響波レゾネータを示す。 １２……デイレイライン装置、１４……平面、
１５，１６……インターデイジタル・コーム（櫛
形）変換器、１８，１９……基板端部、２０……
増幅器、２４，２５……反射アレイ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平らな表面を持ち、この平らな表面の中又は
上のトラツクに沿つて音響波を送り且つ受ける入
力兼出力変換器装置をこの平らな表面に載せるよ
うにした水晶基板を備えた表面音響波装置に於
て、平らな表面をＹ軸のまわりにｚ平面からプラ
ス又はマイナス41゜ないし47゜だけ回転した平面
内に置くと共にトラツクをＹ軸から61゜ないし67
゜整合とし、61゜ないし67゜整合の方向をトラツ
クが結晶のマイナー・ロンボヘドラル面に対して
ほぼ直角であるように定めたことを特徴とする表
面音響波装置。 ２ 平らな表面をＹ軸のまわりにプラス又はマイ
ナス44゜ないし47゜だけ回転した平面内に置くよ
うにした特許請求の範囲１に記載の表面音響波装
置。 ３ トラツク整合を63゜と65゜との間にした特許
請求の範囲１に記載の表面音響波装置。 ４ トラツクの両端に反射アレイ２４，２５を配
置した特許請求の範囲１に記載の表面音響波装
置。 ５ 入力兼出力変換器装置を形成する単一のイン
ターデイジタル・コーム変換器を使つた特許請求
の範囲４に記載の表面音響波装置。 ６ 入力兼出力変換器装置を形成する２個のイン
ターデイジタル・コーム変換器１５，１６を使つ
た特許請求の範囲１又は４に記載の表面音響波装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2207578 | 1978-05-24 | ||
| GB7917144A GB2026804B (en) | 1978-05-24 | 1979-05-17 | Surface acoustic wave devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5526796A JPS5526796A (en) | 1980-02-26 |
| JPS6228609B2 true JPS6228609B2 (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=26255706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6454879A Granted JPS5526796A (en) | 1978-05-24 | 1979-05-24 | Surface acoustic wave device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4247835A (ja) |
| EP (1) | EP0005953B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5526796A (ja) |
| CA (1) | CA1115791A (ja) |
| GB (1) | GB2026804B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797214A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transducer for surface wave |
| WO1982003511A1 (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-14 | Prod Corp Gte | Surface acoustic wave filter |
| EP0097642A1 (en) * | 1981-12-14 | 1984-01-11 | Gte Products Corporation | Acoustical wax on a surface wave device |
| US4450420A (en) * | 1982-01-13 | 1984-05-22 | Gte Products Corporation | Surface acoustic wave filter |
| US4400640A (en) * | 1982-05-17 | 1983-08-23 | Motorola Inc. | Temperature stable cuts of quartz |
| EP0172811A4 (en) * | 1984-02-21 | 1987-01-10 | Gte Prod Corp | SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER HAVING A TRIANGULAR CONFIGURATION. |
| DE3606214A1 (de) * | 1986-02-26 | 1987-08-27 | Siemens Ag | Halterung des substratplaettchens eines oberflaechenwellen-bauelementes |
| US4670680A (en) * | 1986-07-29 | 1987-06-02 | R. F. Monolithics, Inc. | Doubly rotated orientations of cut angles for quartz crystal for novel surface acoustic wave devices |
| JPH0998061A (ja) * | 1995-07-24 | 1997-04-08 | Canon Inc | Ｓａｗマッチドフィルタ及びこれを用いた受信装置及び通信システム |
| US7786827B2 (en) * | 2006-11-29 | 2010-08-31 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device, transmitter, and transceiver |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818382A (en) * | 1970-10-20 | 1974-06-18 | Raytheon Co | Surface wave delay line structures having reduced temperature coefficient of delay time |
| GB1378578A (en) * | 1972-04-06 | 1974-12-27 | Plessey Co Ltd | Temperature compensated acoustic surface wave resonator |
| US3995240A (en) * | 1974-12-23 | 1976-11-30 | Hazeltine Corporation | Temperature compensated surface wave device |
-
1979
- 1979-05-17 GB GB7917144A patent/GB2026804B/en not_active Expired
- 1979-05-21 EP EP79300899A patent/EP0005953B1/en not_active Expired
- 1979-05-23 CA CA328,127A patent/CA1115791A/en not_active Expired
- 1979-05-24 US US06/041,852 patent/US4247835A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-05-24 JP JP6454879A patent/JPS5526796A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2026804A (en) | 1980-02-06 |
| CA1115791A (en) | 1982-01-05 |
| EP0005953A1 (en) | 1979-12-12 |
| EP0005953B1 (en) | 1982-05-26 |
| US4247835A (en) | 1981-01-27 |
| JPS5526796A (en) | 1980-02-26 |
| GB2026804B (en) | 1982-09-08 |
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