DE2431620A1 - Sound transducer for acoustic surface waves - consists of two electrodes with metal fingers on piezoelectric substrate - Google Patents

Abstract

A given transmission curve of a filter is achieved by converting the intensity of the acoustic surface waves excited from the individual transducer electrodes. Resistors are connected in series with individual fingers of one or both electrodes. The achieved advantage of the invention is that a new transmission characteristic of the filter is maintained while keeping the width of the overlapping fingers constant. Acoustic surface waves are sent out via a constant aperture (8). The single electrodes are switched in parallel through series-connected resistors (10) having values calculated to satisfy a given function (11). The thin film resistors (10) are preferably formed by placing on the metal layer of the electrode at the required length for the desired resistance. The electrode metal is then removed by chemical etching.

Description

Schallwandler für akustische Oberflächenwellen Die Erfindung betrifft Schallwandler für akustische Oberflächenwellen, bestehend aus zwei Elektroden mit metallischen Fingern auf einem piezoelektrischen Substrat. Sound transducers for surface acoustic waves The invention relates to Sound transducer for surface acoustic waves, consisting of two electrodes with metallic fingers on a piezoelectric substrate.

Akustische Oberflächenwellen haben in den letzten Jahren große Bedeutung für die Herstellung elektrischer Filter und Verzögerungsleitungen im Frequenzbereich zwischen 10 und 1000 MfIz erlangt. Solche Bauelemente bestehen aus einem piezoelektrischen Substrat oder aus einem mit einem piezoelektrischen Pilm beschichteten Substrat, auf dem zur Ein- und Auskopplung elektrischer Signale Schallwandler aufgebracht sind. Die heute fast ausschließlich verwendeten Schallwandler bestehen aus einer Anzahl ineinander greifender Metallfinger, zwischen denen ein elektrisches Feld, und aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften des Substrates, eine Deformation in Form einer akustischen Oberflächenwelle erzeugt wird.Surface acoustic waves have been of great importance in recent years for the production of electrical filters and delay lines in the frequency domain between 10 and 1000 MfIz achieved. Such components consist of a piezoelectric Substrate or a substrate coated with a piezoelectric pilm, Applied to the sound transducer for coupling and decoupling electrical signals are. The sound transducers used almost exclusively today consist of one Number of interlocking metal fingers, between which an electric field, and due to the piezoelectric properties of the substrate, deformation is generated in the form of a surface acoustic wave.

Bild 1 zeigt eine einfache Anordnung eines Filters mit zwei interdigitalen Wandlern. An die Elektroden 1 und 2, die auf dem Substrat 3 aufgebracht sind, wird ein elektrisches Signal 4 angelegt. Für optimale Kopplung beträgt der Abstand zwischen zwei Fingern einer Elektrode eine akustische Wellenlänge. Von der vom Wandler erzeugten Oberflächenwelle werden zwei in entgegengesetzte Richtung laufende Oberflächenwellen über die Überlappungsbreite 8 abgestrahlt. Ein zweiter Wandler mit Elektroden 5 und 6 dient zur Umwandlung der ankommenden Oberflächenwelle in ein elektrisches Signal 7. Das Prequenzverhalten und somit der Durchgangsverlust des Filters ist durch stark ausgeprägte Minima zu beiden Seiten der Mittelfrequenz f gekennzeichnet. In den meisten Pällen sind solche Nebenminima nicht erwünscht.Figure 1 shows a simple arrangement of a filter with two interdigital Converters. To the electrodes 1 and 2, which are applied to the substrate 3, is an electrical signal 4 is applied. For optimal coupling, the distance is between two fingers of an electrode an acoustic wavelength. From the one generated by the converter Surface waves become two surface waves running in opposite directions emitted over the overlap width 8. A second transducer with electrodes 5 and 6 is used to convert the incoming surface wave into an electrical one Signal 7. The frequency behavior and thus the throughput loss of the filter is characterized by strongly pronounced minima on both sides of the center frequency f. In most palls, such secondary minima are not desired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Intensität der von den einzelnen Wandlerleketroden angeregten akustischen Oberflächenwellen so zu verändern, daß eine bestimmte Durchlaßkurve des Filters erreicht wird.The invention is based on the object, the intensity of the to change individual transducer electrodes excited surface acoustic waves in such a way that that a certain transmission curve of the filter is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Serie mit den einzelnen Fingern einer oder beider Elektroden eines Wandlers Widerstände geschaltet werden. Diese Widerstände können Dünn-Schicht Widerstände sein, die Teil der Elektroden sind (zum Beispiel die Chrom Schicht eines Chrom-Gol d Wandlers), oder aus Materialien bestehen, die nicht dieselbe Zusammensetzung haben wie die Elektroden (zum Beispiel Silizium-Oxyd und Chrom, das unter dem Namen erdet bekannt ist).This object is achieved in that in series with the individual fingers of one or both electrodes of a transducer switched resistors will. These resistors can be thin-film resistors that are part of the electrodes are (for example the chrome layer of a chrome-gold converter), or made of materials that do not have the same composition as the electrodes (for example Silicon oxide and chromium, which is known under the name of earths).

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß eine neue Durchlaßcharakteristik des Filters erhalten wird, während die Überlappungsbreite 8 der Finger konstant bleibt.The advantage achieved by the invention is that a new Passage characteristic of the filter is obtained while the overlap width 8 the finger remains constant.

Mit den herkömmlichen Methoden zur Beeinflussung der Durchlaßkurve 9 (Bild 1) wird die Überlappungsbreite 8 der Finger nicht konstant gehalten, sondern verläuft nach einer mathematischen Funktion. Bei geringer Überlappungsbreite hat dies zur Polge, daß die angeregte akustische Oberflächenwelle in Amplitude und Phase verzerrt wird, was wieder unerwünscht ist für ein Filter. Die Erfindung beschreibt eine neue Methode der Wichtung (= die Amplitude der angeregten akustischen Oberflächenwelle wird nach einer mathematischen Xunktion entlang des Wandlers geändert) eines Wandlers mit gleichbleibender Apertur 8 (Bild 1).With the conventional methods of influencing the transmission curve 9 (Fig. 1), the overlap width 8 of the fingers is not kept constant, but rather runs according to a mathematical function. If the overlap width is small, has This is due to the fact that the excited surface acoustic wave in amplitude and phase is distorted, which is again undesirable for a filter. The invention describes a new method of weighting (= the amplitude of the excited surface acoustic wave is changed according to a mathematical function along the transducer) of a transducer with constant aperture 8 (Fig. 1).

erfindungsgemäßen Bild 2 zeigt eine Ausführungsform eines/Wandlers. Akustische Oberflächenwellen werden über eine konstante Apertur 8 abgestrahlt. Figure 2 according to the invention shows an embodiment of a converter. Acoustic surface waves are emitted through a constant aperture 8.

Die einzelnen Elektroden sind durch Serienwiderstände 10, die nach einer bestimmten Funktion 11 berechnet werden, parallel geschaltet. Die Größe der Widerstände beeinflußt die elektrischen, und somit die akustischen Eigenschaften der einzelnen Wandlerelektroden. Die Gesamtheit aller Elektroden ergibt ein Filter mit Durchlaßkurve 9 (Bild 2), wenn keine Widerstände vorhanden sind und mit Durchlaßkurve 12, wenn die Widerstände gemäß Funktion 11 verlaufen.The individual electrodes are through series resistors 10, which according to a specific function 11 are calculated, connected in parallel. The size of the Resistance affects the electrical and thus the acoustic properties of the individual transducer electrodes. The totality of all Electrodes results in a filter with a transmission curve 9 (Fig. 2) if there are no resistors and with transmission curve 12 if the resistances run according to function 11.

Der Wert der einzelnen Widerstände ist proportional deren Länge, so daß Funktion 11 theoretisch leicht zu berechnen ist. Am besten werden diese Dünnschicht-Widerstände 10 dadurch hergestellt, daß auf die Metallschicht die Wandlerelektroden aufgebracht werden und durch chemisches Ätzen das Metall der Elektroden dann entfernt wird (schraffierte Flächen in Bild 2), z.B. bestehen die Wandlerelektroden aus einer Schicht Chrom-Gold und das Gold wird dann an den gewünschten Stellen weggeätzt.The value of the individual resistors is proportional to their length, see above that function 11 is theoretically easy to calculate. These thin film resistors work best 10 produced in that the transducer electrodes are applied to the metal layer and the metal of the electrodes is then removed by chemical etching (hatched Areas in Figure 2), e.g. the transducer electrodes consist of a layer of chrome-gold and the gold is then etched away in the desired places.

Claims (2)

PatentansprücheClaims Schallwandler für akustische Oberflächenwellen, bestehend aus zwei Elektroden mit metallischen Fingern auf einem piezoelektrischen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit den einzelnen Fingern einer oder beider Elektroden eines Wandlers Widerstände geschaltet werden.Sound transducer for surface acoustic waves, consisting of two Electrodes with metallic fingers on a piezoelectric substrate, thereby characterized in that in series with the individual fingers of one or both electrodes a converter resistors can be switched. 2. Schallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände aus Dünnschicht-Widerständen bestehen.2. Sound transducer according to claim 1, characterized in that the Resistors consist of thin film resistors. L e e r s e i t eL e r s e i t e