DE10025450B4 - Surface wave bandpass filter in three-transducer arrangement - Google Patents
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Abstract
Oberflächenwellenfilter
bei dem ein erstes Filter (S) und ein zweites Filter (U) elektrisch parallel oder seriell geschaltet sind
bei dem jedes der beiden Filter je Spur drei als Ein- und Ausgangswandler dienende Interdigitalwandler aufweist
bei dem das erste Filter (S) je Spur bezüglich der Anordnung der Wandler und der Elektrodenfinger in den Wandlern im Hinblick auf eine vertikal zur Wellenausbreitungsrichtung (X) liegenden Symmetrieachse (SA) symmetrisch, das zweite Filter (U) jedoch antisymmetrisch aufgebaut ist.Surface acoustic wave filter
wherein a first filter (S) and a second filter (U) are electrically connected in parallel or in series
in which each of the two filters per track has three interdigital transducers serving as input and output transducers
in which the first filter (S) per track is symmetrical with respect to the arrangement of the transducers and the electrode fingers in the transducers with respect to an axis of symmetry (SA) lying vertically to the wave propagation direction (X), but the second filter (U) is constructed antisymmetrically.
Description
Bei einem Oberflächenwellen-(OFW-)Bandpassfilter oder Transversalfilter mit einem interdigitalen Eingangs- und einem interdigitalen Ausgangswandler kann die Einfügedämpfung erniedrigt und das triple-transit-Signal (TTS) minimiert werden, wenn man durch Spiegelung des Ausgangswandlers aus der Zwei-Wandler-Anordnung eine Drei-Wandler-Anordnung macht, bei der die beidseits des Eingangswandlers angeordneten Ausgangswandler elektrisch verschaltet sind (seriell oder parallel). Ein so erhaltenes OFW-Bandpassfilter mit Drei-Wandler-Anordnung ist beispielsweise aus Proceedings of IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, VOL30, NO1, January 1983, Seite 55 bis 57 bekannt. Bei einem solchen bekannten Filter wird üblicherweise sowohl der mittlere Wandler als auch die gesamte Drei-Wandler-Anordnung bezüglich einer vertikal zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle gelegenen Symmetrieachse symmetrisch aufgebaut.at a surface acoustic wave (SAW) bandpass filter or transversal filter with an interdigital input and a interdigital output converters can lower the insertion loss and the triple-transit signal (TTS) can be minimized by looking through mirroring of the output transducer the two-transducer arrangement makes a three-transducer arrangement, in which the two sides of the input transducer arranged output transducers are electrically connected (serial or parallel). A thus obtained SAW bandpass filter with three-transducer arrangement is for example from Proceedings of IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, VOL30, NO1, January 1983, pages 55-57. at Such a known filter is usually both the middle Converter as well as the entire three-transducer arrangement with respect to a vertical to the propagation direction of the surface wave located symmetry axis symmetrically constructed.
Dies bedeutet aber eine Einschränkung der darstellbaren Anregungsfunktionen und damit der realisierbaren Übertragungsfunktionen. Auch bedeutet dies, dass mit einem solchen Filter eine Reihe von second order-Effekten in Kauf genommen werden müssen, insbesondere beispielsweise Beugungseffekte, da sie nicht kompensiert werden können. Dies hat zur Folge, dass das Übertragungsverhalten des Filters nicht optimal ist, und beispielsweise die Flanken des Passbands zu flach sind, oder der Sperrbereich verschlechtert ist.This but means a restriction the representable excitation functions and thus the realizable transfer functions. Also, this means that with such a filter a number of second order effects must be accepted, in particular, for example Diffraction effects, as they can not be compensated. this has entail that the transmission behavior of the filter is not optimal, and for example the flanks of the Passbands are too flat, or the restricted area is deteriorated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Oberflächenwellen-Bandpassfilter mit allgemeiner Impulsantwort, niedriger Einfügedämpfung und gleichzeitig geringem Triple-Transit Signal zu realisieren.task The present invention is to provide a surface acoustic wave band-pass filter general impulse response, low insertion loss and at the same time low Triple transit signal to realize.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein OFW-Filter mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine bevorzugte Verwendung des OFW-Filters gehen aus den nachgeordneten Ansprüchen hervor.These The object is achieved by a SAW filter with the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments the invention and a preferred use of the SAW filter go from the dependent claims out.
Die Erfindung löst das Problem, indem zwei Dreiwandlerfilter bzw. zwei Filter in Dreiwandleranordnung elektrisch seriell oder parallel geschaltet werden. Zum Erreichen einer allgemeinen Impulsantwort ist dabei das erste Filter gegenüber einer vertikal zur Wellenausbreitungsrichtung liegenden Symmetrieachse je Spur symmetrisch, das zweite Filter hingegen antisymmetrisch aufgebaut. Diese Symmetrie betrifft insbesondere die Anzahl und Anordnung der Elektrodenfinger der interdigitalen Ein- und Ausgangswandler.The Invention solves the problem by using two three-converter filters or two filters in a three-converter arrangement be connected electrically in series or in parallel. To reach a general impulse response is the first filter over a vertical to the wave propagation direction lying symmetry axis per track symmetrical, the second filter, however, constructed antisymmetric. This symmetry relates in particular to the number and arrangement of Electrode fingers of the interdigital input and output transducers.
Das erfindungsgemäße OFW-Filter zeigt die geforderte allgemeine Impulsantwort, durch die sich im Allgemeinen alle gewünschten Übertragungsfunktionen realisieren lassen. Damit können auch eine Reihe von second order-Effekten kompensiert werden, wobei insbesondere die Beugungskompensation von großem Vorteil für das Filterverhalten ist. Durch die elektrische Verschaltung zweier Einzelfilter mit einander entgegengesetzter Symmetrie läßt sich jede beliebige Impulsantwort und damit auch jede beliebige Übertragungsfunktion modellieren. Eine beliebige Impulsantwort kann dabei in vier Anteile aufgespalten werden: Jeweils einen Anteil für symmetrischen und unsymmetrischen Realteil, sowie jeweils einen Anteil für symmetrischen und unsymmetrischen Immaginärteil. Dabei können der symmetrische Realteil und der symmetrische Immaginärteil in dem ersten Filter, der unsymmetrische Realteil und der unsymmetrische Immaginärteil im zweiten Filter realisiert werden.The SAW filter according to the invention shows the required general impulse response, due to the Generally all desired transfer functions let realize. With that you can also a number of second order effects are compensated, where in particular the diffraction compensation of great advantage for the filter behavior is. Due to the electrical connection of two individual filters opposite symmetry can be any impulse response and therefore any transfer function model. Any impulse response can be divided into four parts each split for symmetrical and unbalanced Real part, and in each case a share for symmetrical and unbalanced Immaginärteil. It can the symmetric real part and the symmetric immagine part in that first filter, the unbalanced real part and the unbalanced one Immaginärteil be realized in the second filter.
Jedes Filter kann dabei als Einspurfilter ausgebildet sein. Möglich ist es jedoch auch, die allgemeine Impulsantwort mit Hilfe von vier elektrisch verschalteten Teilfiltern mit jeweils einer Spur zu verwirklichen. Im ersten Teilfilter wird dann der gerade Realteil, im zweiten Teilfilter der gerade Imaginärteil, im dritten Teilfilter der ungerade Realteil und im vierten Teilfilter der ungerade Imaginärteil der gewünschten Impulsantwort realisiert.each Filter can be designed as Einspurfilter. Is possible but it also, the general impulse response with the help of four electrically interconnected sub-filters, each with a track to realize. In the first subfilter then the straight real part, in the second subfilter the straight imaginary part, in the third subfilter the odd real part and in the fourth subfilter the odd imaginary part the desired impulse response realized.
Vorzugsweise werden die beiden Filter auf einem gemeinsamen Substrat so angeordnet, dass die akustischen Spuren der beiden Filter nebeneinander liegen.Preferably the two filters are arranged on a common substrate so that the acoustic tracks of the two filters are next to each other.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die äußeren Wandler der beiden Filter als SPUDT Wandler ausgebildet. Dazu können die Wandler auch gewichtet sein.In An embodiment of the invention are the outer converter of the two filters designed as a SPUDT converter. The transducers can also be weighted for this purpose be.
Der jeweils mittlere Wandler kann weglass-, überlapp, oder kaskadengewichtet sein.Of the each middle converter can be omitted, overlapped, or cascade weighted be.
Das erfindungsgemäße Filter kann ein- und ausgangsseitig symmetrisch oder unsymmetrisch betrieben werden, also mit symmetrischen Ein- bzw. Ausgängen oder mit jeweils einem der Anschlüsse von Ein und Ausgang an Festpotenzial.The inventive filter can be operated symmetrically or asymmetrically on the input and output side be, ie with symmetrical inputs or outputs or with one each the connections of Input and output at fixed potential.
Eine besonders platzsparende und daher bevorzugte Anordnung der beiden Filter wird erreicht, wenn in beiden Filtern die jeweils innere, dem jeweils benachbarten Filter zugewandte Stromsammelschiene als eine gemeinsame, zwei Wandlern in zwei Filtern angehörende mittlere Stromsammelschiene ausgebildet ist. Vorzugsweise werden im Oberflächenwellenfilter diese gemeinsamen Stromsammelschienen dann mit Masse verbunden.A particularly space-saving and therefore preferred arrangement of the two Filter is achieved if in both filters the respective inner, the respective adjacent filter facing busbar as a common, two transducers in two filters middle Power bus is formed. Preferably, in the surface acoustic wave filter these common busbars then connected to ground.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die genannte, mit Masse verbundene gemeinsame Stromsammelschiene so verlängert, dass sie alle Wandler verbindet und so den gemeinsamen Masseanschluss für die insgesamt zwei Eingangswandler und vier Ausgangswandler darstellt.In a further advantageous embodiment of the invention, said, the verbun verbun with ground extended common busbar so that it connects all the transducers and so represents the common ground connection for the total of two input transducers and four output transducers.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Ein- und Ausgangswandler eine Abschirmelektrode vorgesehen, um ein elektromagnetisches Übersprechen zwischen Ein- und Ausgangswandlern zu unterdrücken. Dazu wird die Abschirmelektrode vorzugsweise mit Masse verbunden. Vorzugsweise wird die Abschirmelektrode schräg zur Wellenausbreitungsrichtung angeordnet, um störende Reflexionen aus der akustischen Spur heraus und vorzugsweise in einen außerhalb der akustischen Spur angeordneten akustischen Sumpf abzuleiten. Damit werden mögliche Reflexionen der Abschirmelektrode unschädlich gemacht.In Another embodiment of the invention is between on and Output transducer provided a shield electrode to an electromagnetic crosstalk to suppress between input and output transducers. For this purpose, the shielding electrode preferably connected to ground. Preferably, the shielding electrode becomes aslant arranged to wave propagation direction to disturbing reflections from the acoustic Trace out and preferably into an outside acoustic track derive arranged acoustic sump. This will be possible reflections the shielding electrode harmless made.
Eine vorteilhafte Verwendung findet das erfindungsgemäße Oberflächenwellenfilter als Zwischenfrequenzfilter für alle Anwendungen, wo low loss-Eigenschaften und ein exaktes Übertragungsverhalten gefordert sind.A Advantageous use of the surface acoustic wave filter according to the invention as an intermediate frequency filter for all Applications where low loss characteristics and exact transmission behavior are required.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen vier Figuren näher erläutert.in the The invention is based on embodiments and the associated four figures explained in more detail.
Das symmetrische Filter S zeigt eine symmetrische Fingeranordnung, was für die beiden Ausgangswandler As bedeutet, dass der jeweils zum Eingangswandler Es weisende innere Finger auf gleichem Potenzial liegt, wenn gleicher Abstand des Ausgangswandlers zum Eingangswandler vorausgesetzt ist. Der Eingangswandler Es ist ein Wandler, der eine gewichtete Splitfingeranordnung aufweist. Die Wichtung kann als Überlapp-, Weglaß- oder Kaskadenwichtung ausgeführt sein. Der Eingangswandler Es ist streng symmetrisch aufgebaut, so dass jeder Elektrodenfinger des Eingangswandlers Es einen spiegelbildlichen Gegenpart auf der anderen Seite der quer zur Ausbreitungsrichtung X liegenden und den Wandler in der Mitte quer schneidenden Symmetrieachse S hat.The symmetric filter S shows a symmetrical finger arrangement, what for the Both output transformers As means that each to the input transducer It points internal fingers at the same potential, if the same Distance of the output transducer to the input transducer is required. The input converter It is a converter that uses a weighted split finger arrangement having. The weighting can be used as overlap, Weglaß- or cascade weighting be. The input converter It is strictly symmetrical, so that each electrode finger of the input transducer Es a mirror image Counterpart on the other side of the transverse to the propagation direction X lying and the converter in the middle transverse intersecting symmetry axis S has.
Das zweite Filter U ist antisymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse SA aufgebaut. Im Vergleich zur symmetrischen Anordnung des Filters S ist dazu einer der Ausgangswandler, in der Figur der Ausgangswandler Aa2 gegenüber dem entsprechenden symmetrischen As2 über eine parallel zur Ausbreitungsrichtung X liegende Spiegelachse umgeklappt. Auch der Eingangswandler Ea weist Punktsymmetrie bezüglich eines Symmetriezentrums SP auf, und besteht aus einem gewichteten Splitfingerwandler. Der Übersichtlichkeit halber sind für die beiden Eingangswandler Es, Ea nur die äußeren Elektrodenfinger eingezeich net. Der Überlappungsbereich der Elektrodenfinger ist jeweils durch gestrichelte Linien gekennzeichnet.The second filter U is antisymmetric with respect to the axis of symmetry SA built up. Compared to the symmetrical arrangement of the filter S is one of the output transducers, in the figure of the output transducer Aa2 opposite the corresponding symmetric As2 over a parallel to the propagation direction X lying mirror axis folded. Also the input converter Ea indicates point symmetry of a center of symmetry SP, and consists of a weighted Split finger converter. The clarity half are for the two input transducers Es, Ea only the outer electrode fingers net angezeich. The overlap area the electrode finger is indicated by dashed lines.
Der gerade Real- und Imaginärteil der Impulsantwort wird durch das symmetrische Filter S, der ungerade Real- und Imaginärteil der Impulsantwort dagegen durch das antisymmetrische Filter U bestimmt.Of the straight real and imaginary part the impulse response is through the symmetric filter S, the odd Real and imaginary part the impulse response, however, determined by the antisymmetric filter U.
Zum Betrieb des erfindungsgemäßen OFW-Filters wird ein Eingangssignal auf die beiden Anschlüsse Ts2 und Ta2 gelegt, so dass diese bei Parallelschaltung auf gleichem Potenzial sind. Die Masseanschlüsse TM werden mit Masse verbunden. Sämtliche signalführenden Anschlüsse der Ausgangswandler Ts1, Ts3, Ta1 und Ta3 liegen aufgrund der eingehaltenen Symmetriebedingungen auf gleichem Potenzial und ergeben in der Summe das Ausgangssignal.To the Operation of the SAW filter according to the invention an input signal is applied to the two terminals Ts2 and Ta2, so that these are at the same potential when connected in parallel. The ground connections TM will be connected to ground. All signal-carrying connections the output transducers Ts1, Ts3, Ta1 and Ta3 are due to the maintained Symmetry conditions at the same potential and result in the sum the output signal.
In der Figur nicht dargestellt aber erfindungsgemäß möglich ist es auch, die beiden Filter elektrisch seriell zu verschalten.In not shown the figure but according to the invention it is also possible, the two Electrically connect filters in series.
Mit einem, dem in Anspruch 1 angegebenen Prinzip folgenden OFW-Filter wird ein OFW-Bandpassfilter mit allgemeiner Impulsantwort, niedriger Einfügedämpfung bei geringem triple-transit Signal erhalten, bei dem second order-Effekte kompensiert werden können.With one, the principle specified in claim 1 following SAW filter Adds a SAW bandpass filter with general impulse response, low insertion loss low triple transit Received signal compensating for second order effects can.
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