JPH053930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

Ａ 産業上の利用分野 本発明は、基板上にその両端の近傍に互に対向
して設けられた入力トランスデユーサから互に相
対する方向に表面波を伝播し、それらの入力トラ
ンスデユーサの間に複数のトラツクから成る出力
ゲートが設けられたDifferential Phase Shift
Keying（以下本明細書においてはDPSKと略称す
る）コンボルバに関する。 Ｂ 発明の概要 複数のトラツクから成るDPSKコンボルバにお
いて、少なくとも一つのトラツクにおいて逆相と
なるコンボルーシヨン出力を発生させ、DPSK復
調のために、中央で出力ゲートが２分割され、そ
のようにして形成された複数の出力端子のうちコ
ンボルーシヨン出力の位相関係により定まる出力
ゲートを連結して和出力および／または差出力が
得られる弾性コンボルバが開示される。上記逆相
のコンボルーシヨン出力を発生させるために、少
なくとも一方のトランスデユーサが階段状電極で
構成されるか、マルチストリツプカツプラが使用
されるか、または弾性表面波の伝播路の一部の上
に金属膜が形成され、それに制御電圧が印加され
る。本発明の有利な実施の態様においては、トラ
ンスデユーサはダブル電極として形成される。上
記コンボルバはエラステイツクコンボルバである
ことも、半導体基板上に形成された圧電体膜から
成るモノリシツクコンボルバであることもでき
る。 Ｃ 従来の技術 従来の弾性表面波コンボルバには、(a)半導体と
圧電体を僅かな空隙を介して結合する分離媒質コ
ンボルバ、(b)圧電体基板自体の非線形性を利用す
るエラステイツクコンボルバ、(c)半導体基板上に
圧電体薄膜を形成した層状構造のモノリシツクコ
ンボルバが知られている。 (a)の分離媒質コンボルバには、空隙の制御が非
常にやつかいなために、生産性で劣る欠点があ
る。(b)のエラステイツクコンボルバでは、圧電体
基板の弾性的非線形性を利用するために、大きな
弾性表面波エネルギーが必要になる。一方、エラ
ステイツクコンボルバおよび層状構造コンボルバ
は分離媒質コンボルバとは異なり、組立てが容易
なために生産性が上るという特長を持つている。
さらに(c)の層状構造コンボルバは、半導体の空乏
層容量の非線形性を利用しているので、コンボル
ーシヨン効率が大きいうえ、モノリシツク構造の
ために、構成が容易であるという特長を持つてい
る。 層状構造の断面図を第１０図、上面図を第１１
図に示す。ここで、１はシリコン等の半導体層、
２は酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の圧電体膜、
３は弾性表面波用入力トランスデユーサ、４は出
力ゲートであり、トランスデユーサ３およびゲー
ト４はアルミニウム等の金属膜で形成される。 弾性表面波コンボルバを例えばSpread
Spectrum Communication（以下本明細書におい
てはSSCと略記する）等の信号処理機能素子とし
て応用することは広く知られている。SSCにおい
ては転送すべきデータ変調にはDPSKがよく使わ
れている。 このようなDPSK変調された信号を弾性表面波
コンボルバで整合波するために、第１２図に示
す構造のコンボルバが提案されている。第１２図
に示す構造はDPSKコンボルバと呼ばれ、その詳
細な動作はデイー・ブロツトコルブ（D.
Brodtkorb）およびジエイ・イー・レイナ（J.E.
Laynor）著1978年発行の雑誌ウルトラソニツク
ス・シンポジウム・プロシーデイングス
（Ultrasonics Symposium Proceedings）第561
頁から第566頁までに掲載された論文に示されて
いる。第１２図において、５，６は出力ゲートで
あり、中央で分離されている。７は両ゲート５，
６からの信号の和および差をとるためのハイブリ
ツドである。８，９はハイブリツド出力であり、
８が和（Σ_put）、９が差（Δ_put）を出力する。 また第１２図に示す構成では、例えば左端の入
力トランスデユーサ３から右方向に伝播する弾性
表面波は右端の入力トランスデユーサに達し、こ
のトランスデユーサによつて反射し、左方向に伝
播する弾性表面波となる。この反射して左方向に
伝播する弾性表面波と元の左端の入力トランスデ
ユーサから右方向に伝播する弾性表面波からコン
ボルーシヨン出力が得られる。この出力はいわゆ
るセルフコンボルーシヨンと言われる不要波を発
生させる。以上の説明は左右の入力トランスデユ
ーサは正規形トランスデユーサと仮定する場合に
生ずる現象であり、この問題は一方向性、トラン
スデユーサにすれば解決できる。しかし、一般
に、一方向性トランスデユーサは設計および作製
が困難である上に、SSCは一般に広帯域信号を取
り扱うために広帯域一方向性トランスデユーサが
要求され、設計、作製がさらに困難になる。 上記不要波を低下させる弾性表面波装置が特公
昭57−47569号に開示されているが、その装置を
DPSKコンボルバとして形成するという思想は示
されていない。 Ｄ 発明が解決しようとする問題点 第１２図に示す構成によるDPSKコンボルバを
用いたSSC受信機は、ハイブリツド７を使用して
いるので、非常に高価になるという欠点がある。 したがつて、本発明の目的は、安価で、しかも
セルフコンボルーシヨンが抑制された弾性表面波
DPSKコンボルバを提供することである。 Ｅ 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明による弾性
表面波装置は、上記各トラツクに対応して中央で
分割して構成された出力ゲートと、上記入力トラ
ンスデユーサに上記複数のトラツクの中の少くと
も一つで逆相の表面波を発生させる手段と、上記
出力ゲートを組み合わせることによつて和信号お
よび差信号を得る手段を含むことを要旨とする。
上記複数のトラツクの中の少くとも一つで逆相の
表面波を発生させる手段は階段状電極であること
も、マルチストリツプカツプラであることも、伝
播路の一部の上に形成された金属膜とそれに電圧
を印加する制御電圧源から成ることもできる。本
発明はエラスチツクコンボルバにも層状構造コン
ボルバにも適用される。 Ｆ 作用 一つのトラツクにある２分割された出力ゲート
を直接接続すれば和信号が得られ、一つのトラツ
クにある一つの出力ゲートとそのトラツクとは逆
相にある他の一つのトラツクにあり、かつ上記一
つの出力ゲートとは同じ列に属しない方の出力ゲ
ートを接続すれば差信号が得られる。 Ｇ 実施例 第１図は本発明による４トラツクDPSKコンボ
ルバの上面図および電気的結線図で、１０は入力
トランスデユーサ、１１は180°階段状入力トラン
スデユーサ、１１−ａは出力ゲート１２，１３，
１４，１５のトラツクに対応する電極部、１１−
ｂは出力ゲート１６，１７，１８，１９のトラツ
クに対応すれ電極部、１２，１３，１４，１５，
１６，１７，１８，１９は出力ゲート、１２−
ａ，１３−ａ，１４−ａ，１５−ａ，１６−ａ，
１７−ａ，１８−ａ，１９−ａは出力ゲート１
２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９
に対応する出力端子、S₁，S₂，S₃，S₄は４個のト
ラツクに対応する入力トランスデユーサ１０によ
る弾性表面波を表わす。 第１図に示すように左右に配置された入力トラ
ンスデユーサ１０，１１の交叉幅にまたがつて入
力トランスデユーサ１０と１１の間に４個のトラ
ツクから成る出力ゲート１２〜１９が配列され
る。すなわち、出力ゲート１２，１３は一つのト
ラツクを形成し、同様に１４，１５は他の一つの
トラツク、１６，１７はさらに他の一つのトラツ
ク、１８，１９はさらに他の一つのトラツクを形
成している。 DPSK復調のために各トラツクは例えば出力ゲ
ート１２と１３のように中央で分離されている。
右端の入力トランスデユーサ１１は、第１図に示
すように、上の２個のトラツクと下の２個のトラ
ツク間で位相差が180°となるように、階段状に形
成されている。すなわち入力トランスデユーサ１
１の電極部１１−ａと１１−ｂは互にλ₀／２ずれ
た位置にある。ここでλ₀は弾性表面波の波長であ
る。入力トランスデユーサ、出力ゲートはアミニ
ウム等の金属から成つている。 このような４トラツクから成るDPSKコンボル
バにおいて各出力ゲートからの信号は出力端子１
２−ａ〜１９−ａから得られる。 ここで左端の入力トランスデユーサ１０によつ
て発生し、４個のトラツクに対応して右方向に伝
播する弾性表面波S₁，S₂，S₃，S₄はそれぞれのト
ラツクを伝播して、右端のトランスデユーサ１１
に同位相で到達する。 このトランスデユーサ１１は電極１１−ａ，１
１−ｂから成つており、１１−ａ，１１−ｂは
180°の位相差に対応する配置になつているため
に、同位相で入射した弾性表面波はこのトランス
デユーサには何ら影響を与えない。逆に右端の入
力トランスデユーサ１１によつて発生し、左方向
に伝播する弾性表面波は、同様にして左端のトラ
ンスデユーサ１０に達する。この弾性表面波は上
下２個ずつのトラツクで互に逆位相であるため
に、トランスデユーサ１０に達する弾性表面波は
このトランスデユーサに何ら影響を与えない。こ
のように入力トランスデユーサ１０，１１による
電気的再放射は存在しない。したがつて、この構
造の４トラツクDPSKコンボルバはセルフコンボ
ルーシヨンを抑制することが可能である。 上述のように電気的再放射による反射波は抑制
できたがトランスデユーサ１０，１１の金属の種
類および膜厚によつては機械的反射が生じる場合
がある。この機械的反射を抑制する問題は、入力
トランスデユーサ１０，１１を表面波の波長をλ
とする場合、電極指幅および櫛間隔がλ／８とな
るダブル電極にすることにより解決される。 以上のように、この構造のコンボルバは、セル
フコンボルーシヨンが抑制されるから、高性能な
コンボルバである。さらにこの４トラツクの
DPSKコンボルバの特長として次のことを挙げる
ことができる。 第１図において、上から順番にトラツク１，
２，３，４と名付ける。このとき、トラツク１，
２からのコンボルーシヨン出力とトラツク３，４
からのコンボルーシヨン出力とは逆位相である。
またトラツク１と２は同位相であり、トラツク３
と４も同位相である。なぜならば、右端の入力ト
ランスデユーサにおいて、電極部１１−ａと１１
−ｂは180°位相が異なる。したがつて、電極部１
１−ａに対応するトラツク１，２と電極部１１−
ｂに対応するトラツク３，４とは逆位相になつて
いるからである。またトラツク１と２とは同位相
であり、トラツク３と４とは同位相であることも
第１図から理解される。このように４トラツクか
ら成つているDPSKコンボルバの８個の出力ゲー
ト１２〜１９からのコンボルーシヨン出力はそれ
ぞれ１２−ａ〜１９−ａの端子に出力される。 以上述べた事について各ゲート出力の位相関係
を第１表に示す。ただし、第１表における位相は
トラツク１，２において同相の弾性表面波が入力
して、得られるコンボルーシヨン信号の位相を基
準にしている。 A. Field of Industrial Application The present invention propagates surface waves in mutually opposing directions from input transducers provided near both ends of the substrate, and Differential Phase Shift with an output gate consisting of multiple tracks in between
Keying (hereinafter abbreviated as DPSK) convolver. B. Summary of the Invention In a DPSK convolver consisting of a plurality of tracks, a convolution output having an opposite phase is generated in at least one track, and an output gate is divided into two at the center for DPSK demodulation. An elastic convolver is disclosed in which a sum output and/or a difference output can be obtained by connecting output gates determined by the phase relationship of convolution outputs among a plurality of output terminals. To generate the above-mentioned out-of-phase convolution output, at least one transducer is constructed with stepped electrodes, a multi-strip coupler is used, or a surface acoustic wave propagation path is A metal film is formed over the part and a control voltage is applied to it. In an advantageous embodiment of the invention, the transducer is designed as a double electrode. The convolver can be an elastic convolver or a monolithic convolver made of a piezoelectric film formed on a semiconductor substrate. C. Prior Art Conventional surface acoustic wave convolvers include (a) a separation medium convolver that couples a semiconductor and a piezoelectric material through a small gap, (b) an elastic convolver that utilizes the nonlinearity of the piezoelectric substrate itself, (c) A monolithic convolver with a layered structure in which a piezoelectric thin film is formed on a semiconductor substrate is known. The separation medium convolver shown in (a) has the disadvantage of poor productivity because it is very difficult to control the air gap. The elastic convolver shown in (b) requires large surface acoustic wave energy to utilize the elastic nonlinearity of the piezoelectric substrate. On the other hand, elastic convolvers and layered structure convolvers differ from separation medium convolvers in that they are easy to assemble, which increases productivity.
Furthermore, the layered convolver shown in (c) utilizes the nonlinearity of the depletion layer capacitance of semiconductors, so it has a high convolution efficiency, and its monolithic structure makes it easy to configure. . Figure 10 shows a cross-sectional view of the layered structure, and Figure 11 shows a top view.
As shown in the figure. Here, 1 is a semiconductor layer such as silicon,
2 is a piezoelectric film made of zinc oxide, aluminum nitride, etc.;
3 is an input transducer for surface acoustic waves, 4 is an output gate, and the transducer 3 and gate 4 are formed of a metal film such as aluminum. For example, use Spread as a surface acoustic wave convolver.
It is widely known that it can be applied as a signal processing functional element such as Spectrum Communication (hereinafter abbreviated as SSC). In SSC, DPSK is often used for data modulation to be transferred. In order to convert such a DPSK-modulated signal into a matching wave using a surface acoustic wave convolver, a convolver having the structure shown in FIG. 12 has been proposed. The structure shown in Figure 12 is called a DPSK convolver, and its detailed operation is described by D. Brodtkolb (D.
Brodtkorb) and J.E.
Laynor, published in 1978 in the magazine Ultrasonics Symposium Proceedings, No. 561.
This is shown in the papers published on pages 566 to 566. In FIG. 12, 5 and 6 are output gates, which are separated at the center. 7 is both gates 5,
This is a hybrid for taking the sum and difference of signals from 6. 8 and 9 are hybrid outputs,
8 outputs the sum (Σ _put ), and 9 outputs the difference (Δ _put ). Furthermore, in the configuration shown in FIG. 12, for example, a surface acoustic wave propagating rightward from the leftmost input transducer 3 reaches the rightmost input transducer, is reflected by this transducer, and propagates to the left. It becomes a surface acoustic wave. A convolution output is obtained from this reflected surface acoustic wave that propagates to the left and the surface acoustic wave that propagates to the right from the original input transducer at the left end. This output generates an unnecessary wave called self-convolution. The above explanation is a phenomenon that occurs when it is assumed that the left and right input transducers are normal transducers, and this problem can be solved by using unidirectional transducers. However, unidirectional transducers are generally difficult to design and manufacture, and SSCs generally require wideband unidirectional transducers to handle wideband signals, making design and manufacture even more difficult. A surface acoustic wave device that reduces the above unnecessary waves is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-47569.
There is no idea of forming it as a DPSK convolver. D. Problems to be Solved by the Invention Since the SSC receiver using the DPSK convolver having the configuration shown in FIG. 12 uses a hybrid 7, it has the disadvantage that it is very expensive. Therefore, an object of the present invention is to create a surface acoustic wave that is inexpensive and suppresses self-convolution.
The purpose is to provide a DPSK convolver. E. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the surface acoustic wave device according to the present invention includes an output gate divided in the center corresponding to each track, and an input transducer. The gist of the present invention is to include means for generating a surface wave of opposite phase in at least one of the plurality of tracks, and means for obtaining a sum signal and a difference signal by combining the output gates.
The means for generating a surface wave of opposite phase in at least one of the plurality of tracks may be a stepped electrode or a multi-strip coupler, or may be formed on a part of the propagation path. It can also consist of a metal film and a controlled voltage source that applies a voltage to it. The invention applies to both elastic and layered convolvers. F Effect A sum signal can be obtained by directly connecting two divided output gates on one track, and one output gate on one track and that track are on another track that is in opposite phase, A difference signal can be obtained by connecting an output gate that does not belong to the same column to the above one output gate. G Embodiment FIG. 1 is a top view and electrical wiring diagram of a four-track DPSK convolver according to the present invention, in which 10 is an input transducer, 11 is a 180° stepped input transducer, 11-a is an output gate 12, 13,
electrode parts corresponding to tracks 14 and 15, 11-
b corresponds to the tracks of the output gates 16, 17, 18, 19, and electrode portions 12, 13, 14, 15,
16, 17, 18, 19 are output gates, 12-
a, 13-a, 14-a, 15-a, 16-a,
17-a, 18-a, 19-a are output gates 1
2, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
The corresponding output terminals S ₁ , S ₂ , S ₃ , and S ₄ represent the surface acoustic waves produced by the input transducer 10 corresponding to the four tracks. As shown in FIG. 1, output gates 12 to 19 consisting of four tracks are arranged between input transducers 10 and 11 across the intersection width of input transducers 10 and 11 arranged on the left and right. Ru. That is, output gates 12 and 13 form one track, similarly output gates 14 and 15 form another track, 16 and 17 form yet another track, and 18 and 19 form yet another track. are doing. For DPSK demodulation, each track is centrally separated, eg by output gates 12 and 13.
As shown in FIG. 1, the rightmost input transducer 11 is formed in a step-like manner so that the phase difference between the upper two tracks and the lower two tracks is 180°. i.e. input transducer 1
The electrode portions 11-a and 11-b of No. 1 are located at positions shifted by λ ₀ /2 from each other. Here, λ ₀ is the wavelength of the surface acoustic wave. The input transducer and output gate are made of metal such as aminium. In such a 4-track DPSK convolver, the signal from each output gate is sent to output terminal 1.
2-a to 19-a. Here, surface acoustic waves S ₁ , S ₂ , S ₃ , and S ₄ generated by the leftmost input transducer 10 and propagating in the right direction corresponding to the four tracks propagate through the respective tracks. , rightmost transducer 11
arrive at the same phase. This transducer 11 has electrodes 11-a, 1
It consists of 1-b, and 11-a and 11-b are
Since the transducer is arranged to accommodate a 180° phase difference, surface acoustic waves incident with the same phase have no effect on this transducer. Conversely, a surface acoustic wave generated by the rightmost input transducer 11 and propagating to the left reaches the leftmost transducer 10 in the same manner. Since these surface acoustic waves have mutually opposite phases in the upper and lower tracks, the surface acoustic waves that reach the transducer 10 have no effect on the transducer. In this way there is no electrical re-radiation by the input transducers 10,11. Therefore, the four-track DPSK convolver with this structure can suppress self-convolution. Although reflected waves due to electrical re-radiation can be suppressed as described above, mechanical reflection may occur depending on the metal type and film thickness of the transducers 10 and 11. The problem of suppressing this mechanical reflection is to change the input transducers 10 and 11 to a surface wave wavelength of λ.
In this case, the problem can be solved by using double electrodes with an electrode finger width and a comb spacing of λ/8. As described above, the convolver with this structure is a high-performance convolver because self-convolution is suppressed. Furthermore, these four tracks
The features of the DPSK convolver are as follows. In Figure 1, track 1,
Name them 2, 3, 4. At this time, track 1,
Convolution output from 2 and tracks 3 and 4
The convolution output from is in opposite phase.
Also, tracks 1 and 2 are in the same phase, and track 3
and 4 are also in phase. This is because in the rightmost input transducer, the electrode parts 11-a and 11
−b has a 180° phase difference. Therefore, the electrode part 1
Tracks 1 and 2 and electrode section 11-corresponding to 1-a
This is because the phase is opposite to that of tracks 3 and 4 corresponding to b. It is also understood from FIG. 1 that tracks 1 and 2 are in phase, and tracks 3 and 4 are in phase. The convolution outputs from the eight output gates 12 to 19 of the DPSK convolver consisting of four tracks are output to terminals 12-a to 19-a, respectively. Table 1 shows the phase relationship of each gate output regarding the above-mentioned matters. However, the phases in Table 1 are based on the phase of the convolution signal obtained by inputting surface acoustic waves of the same phase in tracks 1 and 2.

【表】 第１表からわかるように、コンボルーシヨン出
力端子１２−ａと１３−ａを連結すれば、和出力
Ａが得られる。また同様に出力端子１８−ａと１
９−ａを連結しても和出力Ｂが得られるが、同じ
和出力でもＡとＢとは位相が180°異なる。出力端
子１４−ａと１７−ａを連結すれば、差出力Ｃが
得られ、また同様に出力端子１５−ａと１６−ａ
とを連結しても差出力Ｃが得られる。この接続関
係を第２表に示す。ここでΣは和を表わし、Δは
差を表わす。 以上の説明からわかるようにDPSK復調におい
て和出力、差出力のどちらでも同時に、従来のよ
うにハイブリツドを使用しなくても得られる。し
たがつて高価なハイブリツドが不要なために、
SSC受信機の原価および占有空間が大幅に低減さ
れる。 ここで示した４トラツクDPSKコンボルバがエ
ラステイツクコンボルバにも層状構造コンボルバ
にも応用できることは明らかである。すなわちエ
ラステイツクコンボルバについては第３図に示す
ように、ニオブ酸リチウム等から成る圧電体基板
２１上に第１図に示す入力トランスデユーサ１
０，１１および出力ゲート１２〜１９を形成すれ
ばよい。 層状構造コンボルバについては、第４図に示す
ように、シリコン等から成る半導体基板２２上に
酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の圧電体膜２３を
形成し、その上に入力トランスデユーサ１０，１
１および出力ゲート１２〜１９を第１図に示した
ように構成すればよい。 第１図においては右端の入力トランスデユーサ
１１によつて上下二つのトラツクに逆位相の弾性
表面波を右方から入力させた。しかし逆に左方向
から入力させても同等であることは明らかであ
る。また第１図においては右端の入力トランスデ
ユーサ１１によつて逆位相の弾性表面波を各ゲー
トに入力したが、この逆位相を発生させる手段は
第１図のように階段状のトランスデユーサに限る
ことはなく、目的のトラツクに逆位相の弾性表面
波が入力しさえすれば上述の効果が得られること
は明らかである。階段状のトランスデユーサによ
る他の方法は第５図に示すように、トラツク２に
対応する電極部１１′−ｂを１１′−ａに対して
180°の位相差をもたせることである。この場合の
位相関係を第２表に示す。[Table] As can be seen from Table 1, sum output A can be obtained by connecting convolution output terminals 12-a and 13-a. Similarly, output terminals 18-a and 1
Even if 9-a are connected, sum output B can be obtained, but even if the sum output is the same, A and B have a phase difference of 180°. If output terminals 14-a and 17-a are connected, a difference output C is obtained, and similarly output terminals 15-a and 16-a are connected.
Difference output C can also be obtained by connecting the two. This connection relationship is shown in Table 2. Here, Σ represents the sum and Δ represents the difference. As can be seen from the above explanation, in DPSK demodulation, both the sum output and the difference output can be obtained simultaneously without using a hybrid as in the conventional case. Therefore, there is no need for expensive hybrids,
The cost and space occupied by the SSC receiver are significantly reduced. It is clear that the four-track DPSK convolver shown here can be applied to both elastic and layered convolvers. That is, as for the elastic convolver, as shown in FIG. 3, the input transducer 1 shown in FIG. 1 is mounted on a piezoelectric substrate 21 made of lithium niobate or the like.
0, 11 and output gates 12 to 19 may be formed. As for the layered structure convolver, as shown in FIG. 4, a piezoelectric film 23 made of zinc oxide, aluminum nitride, etc. is formed on a semiconductor substrate 22 made of silicon etc.
1 and output gates 12 to 19 may be configured as shown in FIG. In FIG. 1, the input transducer 11 at the right end inputs surface acoustic waves of opposite phase to the upper and lower tracks from the right side. However, it is clear that the same result can be achieved even if the input is made from the left side. Furthermore, in FIG. 1, a surface acoustic wave with an opposite phase is inputted to each gate by the input transducer 11 at the right end, but the means for generating this opposite phase is a stepped transducer as shown in FIG. It is obvious that the above effect can be obtained as long as surface acoustic waves of opposite phase are input to the target track. Another method using a stepped transducer is as shown in FIG.
The goal is to provide a phase difference of 180°. The phase relationship in this case is shown in Table 2.

【表】【table】

【表】 第２表からわかるように、コンボレーシヨン出
力端子１２−ａと１３−ａを連結すれば、和出力
Ａが得られ、また出力端子１８−ａと１９−ａを
連結しても、同じように和出力Ａが得られる。ま
た同様にして、出力端子１４−ａと１７−ａを連
結すれば、差出力Ｃが、出力端子１５−ａと１６
−ａでもやはり差出力Ｃが得られる。この接続関
係を第６図に示す。 ここで２個の和出力および差出力はそれぞれ両
位相のために、それらを連結することにより、２
倍の和および差出力（2Σ_A，2Δ_C）を得ることが
できる。 以上は４トラツクについて説明したが、第１図
および第５図から明らかなように、４トラツク以
上にトラツクを分割しても、各トラツクに入力す
る弾性表面波の位相差を与えることにより、上述
と同等な効果を得ることができる。 第１図に示す装置においては、一方の入力トラ
ンスデユーサのみが階段状に形成されているけれ
ども、これに限ることはなく、第７図に示すよう
に、両方の入力トランスデユーサ１０′，１１″を
階段状に形成することもできる。第７図において
入力トランスデユーサ１０′および１１″はそれぞ
れトラツク１，２およびトラツク３，４に対して
90°位相差を持つている。このように左右端の両
入力トランスデユーサの両者を階段状にしても同
等な効果が発揮できる。 さらに、第８図に示すように、入力トランスデ
ユーサ２５，２６と出力ゲートの間にマルチスト
リツプカツプラ２７，２８を設けることによつて
も同じ効果を得ることができる。入力トランスデ
ユーサ２５，２６の交叉幅はトラツク１，２に対
応する部分にまたがつている。マルチストリツプ
カツプラ２７，２８は入力トランスデユーサ２
５，２６によつて発生した弾性表面波をトラツク
１，２とトラツク３，４にエネルギーを等分配
し、トラツク１，２と３，４の間に90°の位相差
を与える機能がある。したがつて、前述と同等の
効果が発揮できる。 第９図ａは本発明による他の一つの実装の態様
による４トラツクDPSKコンボルバの平面図、同
図ｂは同じ装置の断面図を示す。図示のように、
半導体基板２２上に圧電体膜２３を形成する。そ
の上に入力トランスデユーサ２９，３０と出力ゲ
ートの間の弾性表面波伝播路の一部に金属膜３
１，３２を形成する。この金属膜３１，３２に直
流電圧V₁，V₂を印加することにより金属膜３１，
３２に対向する半導体２２の表面が変化する。す
わなち制御電圧V₁，V₂を変化させることにより
半導体表面が蓄積状態、フラツトバンド状態、空
乏状態、反転状態のように変化し、金属部３１，
３２の領域で弾性表面波の位相が自由に変化させ
ることが可能である。したがつて、各トラツクに
入射する弾性表面波の位相が制御電圧により変化
するので、前述と同等な効果を得ることができ
る。 Ｈ 発明の効果 以上説明した通り、本発明によるDPSKコンボ
ルバは、高価なハイブリツド素子を用いることな
しに、和および差出力を同時に得ることができる
構造であるから、安価であり、小型である。さら
に、セルフコンボルーシヨンが抑制されるので、
高性能であるという利点が得られる。[Table] As can be seen from Table 2, if the convolution output terminals 12-a and 13-a are connected, the sum output A is obtained, and even if the output terminals 18-a and 19-a are connected, the sum output A is obtained. , the sum output A is obtained in the same way. Similarly, if the output terminals 14-a and 17-a are connected, the difference output C will be the output terminals 15-a and 16-a.
-a also yields the difference output C. This connection relationship is shown in FIG. Here, the two sum outputs and the difference outputs are obtained by connecting them for both phases, respectively.
Double sum and difference outputs (2Σ _A , 2Δ _C ) can be obtained. The above explanation has been about four tracks, but as is clear from Figs. 1 and 5, even if the track is divided into four or more tracks, the above-mentioned You can get the same effect as. In the device shown in FIG. 1, only one input transducer is formed in a stepped shape, but the invention is not limited to this; as shown in FIG. 7, both input transducers 10', 11" can also be formed in a stepped manner. In FIG.
It has a 90° phase difference. In this way, the same effect can be achieved even if both the left and right input transducers are made into a stepped shape. Further, as shown in FIG. 8, the same effect can be obtained by providing multi-strip couplers 27, 28 between the input transducers 25, 26 and the output gates. The crossover width of input transducers 25, 26 spans the portions corresponding to tracks 1, 2. Multi-strip couplers 27 and 28 are input transducer 2
It has a function of equally distributing the energy of the surface acoustic waves generated by 5 and 26 to tracks 1 and 2 and tracks 3 and 4, and giving a phase difference of 90° between tracks 1 and 2 and 3 and 4. Therefore, the same effect as described above can be achieved. FIG. 9a shows a plan view of a four-track DPSK convolver according to another implementation according to the invention, and FIG. 9b shows a cross-sectional view of the same device. As shown,
A piezoelectric film 23 is formed on a semiconductor substrate 22 . On top of that, a metal film 3 is placed on a part of the surface acoustic wave propagation path between the input transducers 29 and 30 and the output gate.
1,32 are formed. By applying DC voltages V ₁ and V ₂ to the metal films 31 and 32, the metal films 31 and 32
The surface of semiconductor 22 opposite to 32 changes. That is, by changing the control voltages V ₁ and V ₂ , the semiconductor surface changes into an accumulation state, a flat band state, a depletion state, and an inversion state, and the metal parts 31,
It is possible to freely change the phase of the surface acoustic wave in the 32 regions. Therefore, since the phase of the surface acoustic wave incident on each track changes depending on the control voltage, the same effect as described above can be obtained. H. Effects of the Invention As explained above, the DPSK convolver according to the present invention has a structure that can simultaneously obtain sum and difference outputs without using expensive hybrid elements, so it is inexpensive and compact. Furthermore, self-convolution is suppressed, so
The advantage is high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明によるDPSKコンボルバの上面
図および電気的結線図、第２図は本発明による４
トラツクDPSKコンボルバの出力結線図、第３図
は本発明によるエラステイツクコンボルバの断面
図、第４図は本発明による層状構造コンボルバの
断面図、第５図は本発明による他の一つの４トラ
ツクDPSKコンボルバの上面図、第６図は４トラ
ツクDPSKコンボルバの他の一つの出力結線図、
第７図は入力トランスデユーサおよび出力ゲート
の一配置図、第８図は入力トランスデユーサおよ
び出力ゲートの他の一つの配置図、第９図は本発
明の他の一つの実施の態様によるDPSKコンボル
バを示す図、第１０図は従来のモノリシツクコン
ボルバの断面図、第１１図は第１０図に示す装置
の上面図、第１２図は従来のDPSKコンボルバの
上面図である。 １０……入力トランスデユーサ、１１……180°
階段状入力トランスデユーサ、１１−ａ……出力
ゲート１２〜１５のトラツクに対応する電極部、
１１−ｂ……出力ゲート１６〜１９のトラツクに
対応する電極部、１２〜１９……出力ゲート、１
２−ａ〜１９−ａ……出力ゲート１２〜１９に対
応する出力端子、S₁〜S₄……４個のトラツクに対
応する入力トランスデユーサ１０による弾性表面
波、２１……圧電体基板、２２……半導体基板、
２３……圧電体膜、２５，２６，２９，３０……
入力トランスデユーサ、２７，２８……マルチス
トリツプカツプラ、３１，３２……金。 FIG. 1 is a top view and electrical connection diagram of a DPSK convolver according to the present invention, and FIG. 2 is a DPSK convolver according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of an elastic convolver according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a layered structure convolver according to the present invention, and FIG. 5 is another four-track DPSK convolver according to the present invention. A top view of the convolver, Figure 6 is another output wiring diagram of the 4-track DPSK convolver,
FIG. 7 is a layout diagram of input transducers and output gates, FIG. 8 is another layout diagram of input transducers and output gates, and FIG. 9 is another embodiment of the present invention. 10 is a sectional view of a conventional monolithic convolver, FIG. 11 is a top view of the device shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a top view of the conventional DPSK convolver. 10...Input transducer, 11...180°
Stepped input transducer, 11-a...electrode portion corresponding to the tracks of output gates 12 to 15;
11-b... Electrode portion corresponding to the tracks of output gates 16 to 19, 12 to 19... Output gate, 1
2-a to 19-a...Output terminals corresponding to output gates 12 to 19, _S1 to _S4 ...Surface acoustic waves generated by input transducer 10 corresponding to four tracks, 21...Piezoelectric substrate , 22... semiconductor substrate,
23... Piezoelectric film, 25, 26, 29, 30...
Input transducer, 27, 28...multi-strip coupler, 31, 32...gold.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 基板上にその両端の近傍に互に対向して設け
られた入力トランスデユーサから互に相対する方
向に表面波を伝播し、それらの入力トランスデユ
ーサの間に複数のトラツクから成る出力ゲートが
設けられたDPSKコンボルバとして使用される弾
性表面波装置において、 (a) 上記各トラツクに対応して中央で分割して構
成された出力ゲート、 (b) 上記入力トランスデユーサに上記複数のトラ
ツクの中の少くとも１つで逆相の表面波を発生
させる手段、および (c) 上記出力ゲートを組み合わせることによつて
和信号および差信号を得る手段 を含むことを特徴とする弾性表面波装置。 ２ 上記複数のトラツクの中の少くとも１つで逆
相の表面波を発生させる手段が階段状電極である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾
性表面波装置。 ３ 上記複数のトラツクの中の少くとも１つで逆
相の表面波を発生させる手段がマルチストリツプ
カツプラである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装置。 ４ 上記複数のトラツクの中の少くとも一つで逆
相の表面波を発生させる手段が伝播路の一部の上
に形成された金属膜とそれに電圧を印加する制御
電圧源から成る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装置。 ５ 上記基板が圧電体である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装置。 ６ 上記基板が半導体層と圧電体層から成る複合
層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の弾性表面波装置。 ７ 上記入力トランスデユーサがダブル電極から
成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の弾性表面波装置。[Claims] 1. Surface waves are propagated in mutually opposing directions from input transducers provided near both ends of the substrate, and a plurality of input transducers are provided between the input transducers. In a surface acoustic wave device used as a DPSK convolver, which is equipped with an output gate consisting of (a) an output gate divided in the center corresponding to each of the above-mentioned tracks, (b) an input transducer consisting of the above-mentioned tracks, (c) means for causing the user to generate a surface wave of opposite phase in at least one of the plurality of tracks; and (c) means for obtaining a sum signal and a difference signal by combining the output gates. surface acoustic wave device. 2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the means for generating a surface wave of opposite phase in at least one of the plurality of tracks is a stepped electrode. 3. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the means for generating surface waves of opposite phase in at least one of the plurality of tracks is a multi-strip coupler. 4. The means for generating a surface wave of opposite phase in at least one of the plurality of tracks is comprised of a metal film formed on a part of the propagation path and a control voltage source that applies a voltage to the metal film. A surface acoustic wave device according to claim 1. 5. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the substrate is a piezoelectric material. 6. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the substrate is a composite layer consisting of a semiconductor layer and a piezoelectric layer. 7. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the input transducer comprises a double electrode.