JPS624890B2 - - Google Patents

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JPS624890B2
JPS624890B2 JP52070306A JP7030677A JPS624890B2 JP S624890 B2 JPS624890 B2 JP S624890B2 JP 52070306 A JP52070306 A JP 52070306A JP 7030677 A JP7030677 A JP 7030677A JP S624890 B2 JPS624890 B2 JP S624890B2
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Japan
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transducer
surface acoustic
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transducers
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JP52070306A
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JPS544548A (en
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Katsuhide Tsukamoto
Hiroshi Yamazoe
Shigeru Yoshida
Yoshitaka Yoshikawa
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
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    • H03H9/14547Fan shaped; Tilted; Shifted; Slanted; Tapered; Arched; Stepped finger transducers
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    • H03H9/14594Plan-rotated or plan-tilted 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】 本発明は弾性表面波フイルタにかかり、特に挿
入損を大きくすることなく、リツプルを小さくし
た弾性表面波フイルタ(以下SAWフイルタと称
す)を提供しようとするものである。
SAWフイルタは、その設計の自由度が大きい
ことから、種々のフイルタに応用することが考え
られている。しかし、現在のところ、実用化とな
ると、数多くの問題があり、特に、テレビジヨン
受像機などの民生機器において、使用されるに至
つていない。
SAWフイルタをテレビジヨン用中間周波フイ
ルタとして使用しようとするとき、挿入損と帯域
内リツプルが特に重大な問題となる。このリツプ
ルは後述する多重反射波(TTE)によるもので
ある。SAWフイルタには、負荷にもよるが、
TTEレベルについて、次にような関係がある。
TTE(dB)≒−〔2×挿入損(dB) +6(dB)〕 すなわち、たとえば挿入損を10dBとすると、
TTEは−26dBであり、テレビジヨン用フイルタ
として必要とされる−40dBには、とうてい程遠
いものである。リツプルが大きいと、テレビジヨ
ン画像のシヤープさがなくなつたり、あるいは逆
に強調されたり、あるいは色ずれ、色違いなどを
生じたり、あるいはゴーストを発生したりする。
リツプルと位相特性(群遅延)とは大いに関係が
あり、一概には言えないが、細かいリツプルは、
群遅延のリツプルと対応すると言つてよい。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−振幅特性においてもリツプルがな
いことが要求される。
周波数−振幅特性あるいは群遅延特性において
リツプルを生ずる主たる原因は、よく知られてい
るように、弾性表面波の多重反射(以下TTEと
称す)である。以下の説明において、周波数特性
上のリツプルを単にリツプルと称す。TTEの原
因には二つある。その一つは、圧電体の表面に電
極などの金属を付着させたことによる音響インピ
ーダンスの不連続性であり、他の一つは、フイル
タの負荷のため再び表面波を放射する、いわゆる
再放射である。TTEを除くため考えられている
方法としては、たとえば、入出力トランスデユー
サの外に反射用トランスデユーサを設け、この反
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
の反射波に重ねることにより、それを打ち消そう
とする方法がある。あるいは入力を2相あるいは
3相の電源で駆動し、一方向にのみ表面波を放出
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、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、帯域が広く取れ
ないだけでなく、トランスデユーサ数が増加する
ため、素子面積が大きくなるという欠点がある。
また後者の場合には、電極構造が複雑となり、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ため、付加回路が大きく
なるという欠点がある。
本発明は、かかる問題のない、単純なトランス
デユーサの構成で、挿入損が比較的小さく、かつ
リツプルの小さいSAWフイルタを構成すること
ができたものである。すなわち、本発明は圧電基
板上に、一方の端部から他方の端へ向かつて電極
指の間隔が異なるよう、入力トランスデユーサを
設けるとともに、その両側に電極指の間隔はかわ
らないが弾性表面波の伝播すべき方向と傾斜角を
もつよう、出力トランスデユーサをそれぞれ配置
してなることを特徴とする弾性表面波フイルタで
あり、このような本発明の構成により、挿入損が
比較的小さく、かつTTEの少ないSAWフイルタ
が得られるが、その理由を以下に簡単に述べる。
本発明は外側のトランスデユーサを傾けて各部
分の表面波伝播距離を変えてTTE(トリプルト
ランジツトエコー)を減らそうとするものであ
り、TTEは電気的負荷による表面波の再放射と
基板上に電極となる基板とは異質の金属を設けた
ことによる音響機械的なミスマツチのために起こ
る表面波の反射が原因である。従つてTTEはフ
イルタ特性上振幅及び位相にリツプルとなつて現
れる。ここリツプルの山と間隔は周波数にして
1/2τ(τ=1/v 1:トランスデユーサの
間の距離 v:表面波の速度)である。この発明
の基礎になる技術的発想はτを少しずつ異ならせ
て周波数上のリツプルを互いに打ち消させようと
するものである。この場合音響機械的な反射は簡
単に計算できるが、電気的な反射の方は簡単では
ない。しかしコンピユータによりシミユレーシヨ
ンを行うことができます。ダブリユ・アール・ス
ミス(W.R.Smith)がクロスフイールドモデルと
いうモデルをもちいると計算と実際がよくあうこ
とを示している。本発明者らはこのモデルを用い
て色々な形状のトランスデユーサの特性を計算
し、その結果、前述した構成が優れていることを
見い出しこれにもとづき本発明がなされた。
以下、その詳細について、図面を用いて説明す
る。
第1図は本発明のフイルタの一実施例の平面図
であり、そのトランスデユーサの形、配置、結線
を誇張して示している。図において、圧電基板1
の表面に、金属皮膜で構成された、インタデイジ
タル形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が配置されている。入力トラン
スデユーサ2の一端はアースされ、他端は電源5
に接続されている。出力トランスデユーサ3,4
の、それぞれの一端はアースされ、他端は抵抗6
により直列に結合されている。もちろん、出力が
取り出せるように、トランスデユーサの極性につ
いては考慮されている。入力トランスデユーサ2
は、テーパ型、すなわち、表面波の伝搬すべき方
向と直角なY方向に電極指の間隔dが広くなつて
いる。一方、出力トランスデユーサ3,4の間隔
は一定としている。トランスデユーサ2,3およ
び同2,4間の距離lはY方向に一定でない。こ
こで、トランスデユーサ間距離とは、図中拡大し
て示してあるが、隣り合うトランスデユーサの電
極指間の距離l1a,l2a,l1b,l2bである。ま
た、d2a,d3a,d4a、および、d2b,d3b,d4b
はそれぞれセクシヨンa、および同bの、表面波
の伝搬すべきX方向に平行な、破線間の帯状領域
における電極間隔である。したがつて、入力トラ
ンスデユーサ2を例にするならば、セクシヨンa
における中心周波数(o)2aは (o)2a=v/2d2a v:表面波速度 で表わされる。したがつて、入力トランスデユー
サ2は、Y方向に異る中心周波数をもつことにな
る。一方、出力トランスデユーサ3,4について
は、電極指間隔が一定であり、d3a=d3b、d4b
=d4bであり、その中心周波数をそれぞれ(
o)、(o)とする。
本発明の要点は、従来のよく知られた電極構成
すなわち第1図でいえば、d2a=d2b、d3a=d3
、d4a=d4b、l1a=l1b、l2a=l2bなる関係
にあるのではなく、d2a≠d2b、d3a=d3b、d4a
=d4b、l1a≠l2bなる関係にあることである。
入出力トランスデユーサの電極指数をそれぞれ
32本とし、負荷抵抗を50Ω、電源抵抗を50Ω、マ
ツチング用並列インダクタンスを0.1μH、実装
時に付加すると考えられる並列容量を30pFと
し、結合係数0.2、誘電率750の圧電セラミツク基
板を遅延媒体に使用して、トランスデユーサ開口
すなわちセクシヨンa,bの間隔を0.3mmとし
て、その特性を求めた。その媒体の音速は2330.5
m/秒である。なお、伝搬損、回折、電極を設け
たことによる音響インピーダンスのミスマツチは
ないものとする。その結果を第2図に示す。図A
は従来の正規型トランスデユーサによる結果であ
り、(o)2a=(o)2b=(o)=(o)
=57MHz、l1a=l2a=l1b=l2b=0.419mmであ
る。図Bは本発明による結果であり、(o)2d
(o)=(o)=57MHz、(o)2b=57・
675MHz、l1a=l2a=0.419mm、l1b=l2b
0.414mmとした結果である。l1a,l2a,l1b,l2
については、l1b=l2b=0.419mmまで良好な結
果が得られた。この範囲が好ましいと考えられ
る。(o)2bについては57.45〜58.35MHzまで変
化させたが、良好な結果が得られた。第2図の結
果から、従来の正規型の場合(図A)、その特性
曲線の山と谷の差は約0.8dBあり、これは出力信
号の大きさに対して約−21dBとなる。一方、本
発明の場合、図Bに示すように、その特性曲線に
山や谷が認められないので、リツプルとして求め
られないが、滑らかな曲線からのずれは約0.2dB
であり、これは出力信号の大きさに対して約−
33dBである。したがつて、これは、優れた特性
であると言える。
種々の検討をした結果、トランスデユーサ間距
離lについては、入力トランスデユーサの各セク
シヨンの中心周波数(o)2yで定められる値 11y=12y=n×v/(o)2y n:定数 であることが好ましい。すなわち、各セクシヨン
毎に入力トランスデユーサの中心周波数(o)2
を用いて、上式から定まるl1y、l2yを用いるの
が好ましい。
テレビジヨン用中間周波フイルタとして、よく
入力トランスデユーサと出力トランスデユーサの
中心周波数を異らせる場合がある。すなわち、た
とえば、(o)2a≠(o)=(o)など
であるが、この場合も上記例と同様の結果を得
た。
上記例では入力トランスデユーサの各セクシヨ
ンの中心周波数(o)2y、およびトランスデユ
ーサ間距離をY方向に直線的に変化させたが、も
ちろんそうでなくともよい。たとえば、上式の場
合には、lの変化量が小さいためにほぼ直線であ
るが、細かく言えば、lはY方向に直線的に変化
していない。
上記例に用いた値は一例であり、中心周波数
(o)y,(o),(o)、トランスデユ
ーサ間距離lを種々異ならせることができるもの
である。当然前記の好ましい値も変化するもので
ある。
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)や電極間隔の異なるトランスデユー
サが用いられるが、このような場合にも本発明を
適用できる。このほかにもよく知られた音響イン
ピーダンスの不連続性による反射波を消すために
スプリツト電極が用いられるが、もちろんもの場
合にも本発明は適用することができる。
第3図は他の実施例を示し、入力トランスデユ
ーサ10、出力トランスデユーサ11,12がそ
れぞれ二つに分割されている。トランスデユーサ
をこのような分割することは知られている。A段
およびB段は、それぞれ、第1図の入出力トラン
スデユーサに対応する。このような場合について
も、前記例と同様の良好な結果が得られた。
第1図、第3図の例において、負荷抵抗を変え
ても(電源75Ω、出力抵抗1KΩ)、リツプルにつ
いては非常に良好であつた。本発明と従来のトラ
ンスデユーサとでは電源50Ω、出力負荷50Ωの場
合以上に差が現われた。
以上の説明から明らかなように、本発明を用い
れば、その効果は大きく、従来、実用化の点で問
題であつた挿入損とリツプルの関係を打ち破つた
SAW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図は本発明にかかる弾性表面波フイルタの
一実施例の平面図、第2図はその周波数特性を示
し、同図Aは従来例のそれであり、同図Bは本発
明によるフイルタのそれである。第3図は他の実
施例の平面図である。 1……圧電基板、2,10……入力トランスデ
ユーサ、3,4,11,12……出力トランスデ
ユーサ、5……電源、6……負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧電基板上に、一方の端部から他方の端へ向
    かつて電極指の間隔が異なるよう、入力トランス
    デユーサを設けるとともに、その両側に電極指の
    間隔はかわらないが弾性表面波の伝播すべき方向
    と傾斜角をもつよう、出力トランスデユーサをそ
    れぞれ配置してなることを特徴とする弾性表面波
    フイルタ。 2 特許請求の範囲第1項の記載において、入出
    力トランスデユーサが、表面弾性波の伝播すべき
    方向と平行に二分されていることを特徴とする弾
    性表面波フイルタ。 3 特許請求の範囲第2項の記載において、入出
    力トランスデユーサが弾性表面波の伝播方向に関
    して対称に形成されていることを特徴とする弾性
    表面波フイルタ。 4 特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
    の記載において、出力トランスデユーサを入力ト
    ランスデユーサに関して対称になるよう配置して
    なることを特徴とする弾性表面波フイルタ。
JP7030677A 1977-06-13 1977-06-13 Elastic surface-wave filter Granted JPS544548A (en)

Priority Applications (1)

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JP7030677A JPS544548A (en) 1977-06-13 1977-06-13 Elastic surface-wave filter

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JP7030677A JPS544548A (en) 1977-06-13 1977-06-13 Elastic surface-wave filter

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JPS544548A JPS544548A (en) 1979-01-13
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JP7030677A Granted JPS544548A (en) 1977-06-13 1977-06-13 Elastic surface-wave filter

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2817479B2 (ja) * 1991-10-30 1998-10-30 三菱電機株式会社 弾性表面波回路装置
JP5776243B2 (ja) * 2011-03-18 2015-09-09 日本電波工業株式会社 弾性波フィルタ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS5740683A (en) * 1980-08-22 1982-03-06 Seiko Instr & Electronics Ltd Digital type electronic watch

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JPS544548A (en) 1979-01-13

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