JPS5828770B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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- JPS5828770B2 JPS5828770B2 JP13372076A JP13372076A JPS5828770B2 JP S5828770 B2 JPS5828770 B2 JP S5828770B2 JP 13372076 A JP13372076 A JP 13372076A JP 13372076 A JP13372076 A JP 13372076A JP S5828770 B2 JPS5828770 B2 JP S5828770B2
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- Japan
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- acoustic wave
- surface acoustic
- frequency
- thickness
- filter
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
Landscapes
- 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装置に関する。
弾性表面波装置の応用としてテレビ受像機のPIFフィ
ルタ回路に適用することは周知である。
ルタ回路に適用することは周知である。
弾性表面波装置をテレビジョン受像機中の映像中間周波
(PIF)のフィルタ回路に適用することはよく知られ
ている。
(PIF)のフィルタ回路に適用することはよく知られ
ている。
この場合、弾性表面波装置の圧電体基板として一般にセ
ラミック又はLiNb0aの板がまづ、検討された。
ラミック又はLiNb0aの板がまづ、検討された。
しかし、セラミックは製造時の歩留りが悪く工業的に不
適当であり、又LiNbO3板は温度特性が悪くテレビ
ジョン受像機のPIFフィルタとしては不適当である。
適当であり、又LiNbO3板は温度特性が悪くテレビ
ジョン受像機のPIFフィルタとしては不適当である。
そこで本発明者はLiTaO3板を用いることを開発し
た。
た。
このL s T a Os板は従来コストが高く、適切
なカットが発見されておらずL IN b Q B板と
同様実用されていなかったが、本発明者は、弾性表面波
の伝播方向をL i T a 03結晶のY軸に対して
67.8度乃至142度の範囲に設定することにより温
度特性及びバルクスプリアス特性が極めて良好な弾性表
面波素子の得られることを見出した。
なカットが発見されておらずL IN b Q B板と
同様実用されていなかったが、本発明者は、弾性表面波
の伝播方向をL i T a 03結晶のY軸に対して
67.8度乃至142度の範囲に設定することにより温
度特性及びバルクスプリアス特性が極めて良好な弾性表
面波素子の得られることを見出した。
しかし、この場合も基板形状が適切でないと弾性表面波
装置としてはスプリアス特性が良くなく、歩留りが悪く
て実用化の障害となることが分かった。
装置としてはスプリアス特性が良くなく、歩留りが悪く
て実用化の障害となることが分かった。
例えば、圧電体基板としてXカットのL i T aQ
B板でY軸から112°の方向に表面波を伝播されるよ
うにしたテレビジョン受像機用PIF表面波フィルタを
製造して、これの周波数(MHz)対相対振幅応答出力
特性を測定してみると、第1図のようになる。
B板でY軸から112°の方向に表面波を伝播されるよ
うにしたテレビジョン受像機用PIF表面波フィルタを
製造して、これの周波数(MHz)対相対振幅応答出力
特性を測定してみると、第1図のようになる。
曲線Aは相対応答出力値(dB)が1目盛10dBの時
のPIFフィルタの通過帯域の周波数特性曲線である。
のPIFフィルタの通過帯域の周波数特性曲線である。
この場合は見掛は上あまり大きなリップルが現われてい
ないように見えるが、感度をio倍に上げてl目盛1d
Bにして測定してみると、曲線Bに示したように、同じ
通過帯域内で56MHから57 MHzに亘って比較的
大きなリップルが生じていることが明らかとなった。
ないように見えるが、感度をio倍に上げてl目盛1d
Bにして測定してみると、曲線Bに示したように、同じ
通過帯域内で56MHから57 MHzに亘って比較的
大きなリップルが生じていることが明らかとなった。
この第1図の周波数特性を持つフィルタについてネット
ワークアナライザを用いて反射特性を測定すると第2図
に示す通りである。
ワークアナライザを用いて反射特性を測定すると第2図
に示す通りである。
第2図から分るように表面波の基本波、2次高調波の励
振以外に6.108 MHz%18.823 MHz、
31.376MHz、 43.959MHz、 56
.489MHz等の複数の周波数の位置で強い共振が起
っていることが分る。
振以外に6.108 MHz%18.823 MHz、
31.376MHz、 43.959MHz、 56
.489MHz等の複数の周波数の位置で強い共振が起
っていることが分る。
この共振現象がPIFフィルタの通過帯域内で生じると
、この共振の振動に表面波励振エネルギーが吸収されて
、結果としてPIFフィルタの通過帯域内のり゛ノプル
となって現われてくるものと思われる。
、この共振の振動に表面波励振エネルギーが吸収されて
、結果としてPIFフィルタの通過帯域内のり゛ノプル
となって現われてくるものと思われる。
また、この共振周波数が大きな減衰量を必要とするトラ
ップ周波数に一致すると、必要とする減衰量が得られな
くなる。
ップ周波数に一致すると、必要とする減衰量が得られな
くなる。
この発明は、上記点に鑑みなされたもので第1図第2図
の考察に基づいて、上記共振現象による表面波励振エネ
ルギーの吸収を未然に防止することにより、リップル、
即ちスプリアス成分を減少させた弾性表面波装置を提供
することを目的とするものである。
の考察に基づいて、上記共振現象による表面波励振エネ
ルギーの吸収を未然に防止することにより、リップル、
即ちスプリアス成分を減少させた弾性表面波装置を提供
することを目的とするものである。
この発明によれば、圧電体としてXカットL iT a
Q 3基板を用い、その基板の厚さdが次式を満足す
るように構成することによりスプリアス特性が改善され
た弾性表面波装置を提供するものである。
Q 3基板を用い、その基板の厚さdが次式を満足す
るように構成することによりスプリアス特性が改善され
た弾性表面波装置を提供するものである。
実施例の説明に入るまえに、まずこの発明の原理を解析
して説明する。
して説明する。
第2図に示したようなスプリアスの振動モードを知るた
めに、インターディジタルトランスジューサの励振を次
の3通りの方法で行った。
めに、インターディジタルトランスジューサの励振を次
の3通りの方法で行った。
(4)第3図Aに示したように、インターディジタルト
ランスジューサ31の一方の電極32を、LiTaO3
チップ30をオールドしているパ゛ノケージの金属ベー
ス33に接続して接地し、これと他方の電極34との間
に励振電圧を印加する。
ランスジューサ31の一方の電極32を、LiTaO3
チップ30をオールドしているパ゛ノケージの金属ベー
ス33に接続して接地し、これと他方の電極34との間
に励振電圧を印加する。
の)第3図に示したように、インターディジタルトラン
スジューサ31の一方の電極34をどこへも接続しない
で浮き電極とし、他方の電極32およびパ゛ノケージの
金属ベース33との間に励振電圧を印加する。
スジューサ31の一方の電極34をどこへも接続しない
で浮き電極とし、他方の電極32およびパ゛ノケージの
金属ベース33との間に励振電圧を印加する。
0 第3図Cに示したように、インターディジタルトラ
ンスジューサ31の双方の電極32 、34を並列接続
し、並列接続端の一方と金属ベース33との間に励振電
圧を印加する。
ンスジューサ31の双方の電極32 、34を並列接続
し、並列接続端の一方と金属ベース33との間に励振電
圧を印加する。
(4)、 (B) 、 (O夫々の場合の電界分布の様
子も楔形的に第3図(4)、 (B) 、 (C)中に
示されている。
子も楔形的に第3図(4)、 (B) 、 (C)中に
示されている。
矢印が電気力線の方向を示している。
各励振法A、B、Cでの反射特性の実測例を第4図に示
す。
す。
この測定結果から次のことが言える。1、励振法Aのと
きのみ表面波励振が行なわれる。
きのみ表面波励振が行なわれる。
2、すべての励振法でスプリアスの共振周波数は同一で
ある。
ある。
3、奇数次高調波の励振が強い。
4、スプリアス励振強度はA<B<Cの関係にある。
以上のことから、スプリアスの励振は基板のX軸方向の
電界によると考えられる。
電界によると考えられる。
このことを更に確かめるために圧電体チップを金属ベー
ス33から離してみたところ、予想通りスプリアス応答
が極端に減少した。
ス33から離してみたところ、予想通りスプリアス応答
が極端に減少した。
次に圧電体チップの厚さdおよびインターディジタルト
ランスジューサの電極の形状を変えて共振周波数との対
応関係を調べた実験の結果を表1〜表5および第5図に
示す。
ランスジューサの電極の形状を変えて共振周波数との対
応関係を調べた実験の結果を表1〜表5および第5図に
示す。
ここで、電極の形状は電極製造時に用いられるマスクの
名称として示しである。
名称として示しである。
表1はマスクとしてIMT−25B−3288を用いた
厚さd ”” 0.34011mノサンプルIの場合の
測定結果で、frn(MHz)はn次の共振周波数、n
は次数を示しである。
厚さd ”” 0.34011mノサンプルIの場合の
測定結果で、frn(MHz)はn次の共振周波数、n
は次数を示しである。
表2は同じくマスクとしてI MT−25B−3288
を用いた厚さd=0.3401のサンプルHの場合の測
定結果を示す。
を用いた厚さd=0.3401のサンプルHの場合の測
定結果を示す。
表3はマスクとしてIMT−25B−3288を用いた
厚さd=0.323驕のサンプル■の場合の測定結果を
示す。
厚さd=0.323驕のサンプル■の場合の測定結果を
示す。
表4はマスクとしてI MT−301A−3291を用
いた厚さd=0.4587’mのサンプル■の場合の測
定結果を示す。
いた厚さd=0.4587’mのサンプル■の場合の測
定結果を示す。
表5はマスクとしてI MT−301A−3291を用
いたd二0.290MのサンプルVについての測定結果
を示す。
いたd二0.290MのサンプルVについての測定結果
を示す。
これらの表1〜表5から分るようにfrnXd/nの値
は約2.13と略一定の値を示している。
は約2.13と略一定の値を示している。
このことはfrnXdとnとの関係が第5図に示したよ
うに略直線となり、その傾きfrnXd/nが2゜13
になったことからも確かめられる。
うに略直線となり、その傾きfrnXd/nが2゜13
になったことからも確かめられる。
このようにfrnXd/nの値が略一定値を示すことは
、これらのスプリアス共振振動がいわゆる厚み振動であ
ると考えられる(、 n−1、n=3 、 n=5 、
n=7の場合の厚み振動の変位分布を図示すると夫々
第6図A、B、C,Dの如くなる。
、これらのスプリアス共振振動がいわゆる厚み振動であ
ると考えられる(、 n−1、n=3 、 n=5 、
n=7の場合の厚み振動の変位分布を図示すると夫々
第6図A、B、C,Dの如くなる。
XカットのLITa03基板の厚み振動については、厚
みすべり振動の結合係数が44優と太きい。
みすべり振動の結合係数が44優と太きい。
そしてその共振周波数定数は1.906 Ml−(z−
111にであるとされている。
111にであるとされている。
前記の反射最小点を共振周波数とみなした場合、この発
明における周波数は表1〜表5あるいは第5図から2.
13 MHz−71mとなった。
明における周波数は表1〜表5あるいは第5図から2.
13 MHz−71mとなった。
このように一般に用いられている周波数定数1.906
MHz −7Nkと本発明の周波数定数2.13 M
Hz −驕との違いの原因は明らかではないが、本発明
の対象としているスプリアス共振モードは厚みすべり振
動であると見なすのが妥当であろう。
MHz −7Nkと本発明の周波数定数2.13 M
Hz −驕との違いの原因は明らかではないが、本発明
の対象としているスプリアス共振モードは厚みすべり振
動であると見なすのが妥当であろう。
このようにして得られた周波数定数(2,13MHz
−Wh )を用いて圧電基板の厚みdと共振周波数fr
nとの関係を求めた結果を第7図に示した。
−Wh )を用いて圧電基板の厚みdと共振周波数fr
nとの関係を求めた結果を第7図に示した。
以上説明したようにX −c u tのLiTaQ3圧
電体基板のスプリアス振動はX軸方向の厚みすべり振動
であることが分った。
電体基板のスプリアス振動はX軸方向の厚みすべり振動
であることが分った。
従ってこの振動が表面波フィルタの特性に影響しないよ
うに、共振がフィルタの通過帯域内に入らないように基
板の厚みdを選べはよいことになる。
うに、共振がフィルタの通過帯域内に入らないように基
板の厚みdを選べはよいことになる。
即ち、第8図は日本のカラーテレビジョン受像機用のP
IFフィルタに本発明を適用した場合のPIFフィルタ
の通過帯域と厚さdとの関係を示す。
IFフィルタに本発明を適用した場合のPIFフィルタ
の通過帯域と厚さdとの関係を示す。
PIFフィルタの通過帯域は例えば54 MHz(最低
通過周波数ft)から60MHz(最高通過周波数fu
)までの6MHzであるから、第8図中にfz、fuで
示す2本の直線と共振周波数特性曲線(n=1 、3
、5 、・・・)との交点範囲Wを除く点線側線領域P
内に厚みdを選定することによって、スプリアスを未然
に除去できる。
通過周波数ft)から60MHz(最高通過周波数fu
)までの6MHzであるから、第8図中にfz、fuで
示す2本の直線と共振周波数特性曲線(n=1 、3
、5 、・・・)との交点範囲Wを除く点線側線領域P
内に厚みdを選定することによって、スプリアスを未然
に除去できる。
換言すれば、X −cu tL i T a03圧電体
基板の厚さdを但し、n−1,3,5,7,・・・の奇
数である。
基板の厚さdを但し、n−1,3,5,7,・・・の奇
数である。
の範囲に選べばよいことになる。
上記のこの発明の原理に基いて作られたカラーテレビジ
ョン受隊機用PIF表面波フィルタ圧電体基板としては
厚さd=0.330躯のX−cutL r T aQ3
圧電体板を用い、その一表面上にPIFフィルタ特性及
びフィルタの周波数帯域を形成するように構成された入
カドランスジューサそしてフィルタの周波数帯域より広
域の平坦な周波数特性に構成された出カドランスジュー
サが所定距離において設けられている。
ョン受隊機用PIF表面波フィルタ圧電体基板としては
厚さd=0.330躯のX−cutL r T aQ3
圧電体板を用い、その一表面上にPIFフィルタ特性及
びフィルタの周波数帯域を形成するように構成された入
カドランスジューサそしてフィルタの周波数帯域より広
域の平坦な周波数特性に構成された出カドランスジュー
サが所定距離において設けられている。
ここで入・出カドランスジューサ間を結ぶ圧電体板表面
を伝播する表面波伝播方向は、Y軸に対して例えば11
2°の方向に設定されている。
を伝播する表面波伝播方向は、Y軸に対して例えば11
2°の方向に設定されている。
このように構成すると第9図に示すような周波数特性が
得られる。
得られる。
第9図はPIFフィルタの減衰量−周波数特性を示し、
54MH2〜60MH2の6−MHzの通過帯域内で良
好にスプリアスが抑圧されていることが分る。
54MH2〜60MH2の6−MHzの通過帯域内で良
好にスプリアスが抑圧されていることが分る。
尚、X−カッtT、1Tao3板の表面波伝播方向をY
軸から67度乃至142度の範囲内に選べば良好な温度
特性が得られることは例えば特願昭51−29889号
にすでに記されている。
軸から67度乃至142度の範囲内に選べば良好な温度
特性が得られることは例えば特願昭51−29889号
にすでに記されている。
第1図は従来のL iT a03基板を用いたPIFフ
ィルタの周波数特性曲線図、第2図は第1図のネットワ
ークアナライザの反則特性曲線図、第3図は本発明装置
の原理を説明するための電界分布図、第4図は第3図の
反射特性曲線図、第5図は第3図の共振周波数及び厚み
の積に対する次数nとの関係を示す特性図、第6図は第
3図の厚み振動の変位分布図、第1図は本発明装置のL
i TaO2板の厚さに対する共振周波数の関係を示
す特性図、第8図は第7図のPIFフィルタに適用した
実施例の特性図、第9図は第8図の周波数特性曲線図で
ある。 P:スプリアス発生領域、W:スプリアス非発生領域。
ィルタの周波数特性曲線図、第2図は第1図のネットワ
ークアナライザの反則特性曲線図、第3図は本発明装置
の原理を説明するための電界分布図、第4図は第3図の
反射特性曲線図、第5図は第3図の共振周波数及び厚み
の積に対する次数nとの関係を示す特性図、第6図は第
3図の厚み振動の変位分布図、第1図は本発明装置のL
i TaO2板の厚さに対する共振周波数の関係を示
す特性図、第8図は第7図のPIFフィルタに適用した
実施例の特性図、第9図は第8図の周波数特性曲線図で
ある。 P:スプリアス発生領域、W:スプリアス非発生領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 厚さdが次式 を満足するXカットLiTaO3板と、該LiTa0a
板上に設けられた入力および出力電極とを具備してなる
ことを特徴とする弾性表面波装置。 n :1,3.5・・−・・・・・・奇数fL:フィ
ルタ通過帯域の最低周波数(MHz )fu:フィルタ
通過帯域の最高周波数(■h)d : LiTaO3
板の厚さく 1m )2 前記LiTa0a板の弾性表
面波の伝播方向はY軸から67.8度乃至142度の範
囲である特許請求の範囲第1項記載の弾性表面波装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13372076A JPS5828770B2 (ja) | 1976-11-09 | 1976-11-09 | 弾性表面波装置 |
CA290,391A CA1089544A (en) | 1976-11-09 | 1977-11-08 | Elastic surface wave device |
DE2750144A DE2750144C2 (de) | 1976-11-09 | 1977-11-09 | Vorichtung auf der Basis der akustischen Oberflächenwellen |
DE2760154A DE2760154C2 (de) | 1976-11-09 | 1977-11-09 | Vorrichtung für akustische Oberflächenwellen |
US05/849,945 US4163201A (en) | 1976-11-09 | 1977-11-09 | Elastic surface wave device |
GB46614/77A GB1594339A (en) | 1976-11-09 | 1977-11-09 | Elastic surface wave device |
FR7733779A FR2370387A1 (fr) | 1976-11-09 | 1977-11-09 | Dispositif a ondes de surfaces elastiques |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13372076A JPS5828770B2 (ja) | 1976-11-09 | 1976-11-09 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5362964A JPS5362964A (en) | 1978-06-05 |
JPS5828770B2 true JPS5828770B2 (ja) | 1983-06-17 |
Family
ID=15111318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13372076A Expired JPS5828770B2 (ja) | 1976-11-09 | 1976-11-09 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5828770B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62275Y2 (ja) * | 1979-02-19 | 1987-01-07 | ||
JPS62276Y2 (ja) * | 1979-03-19 | 1987-01-07 | ||
JPS57119507A (en) * | 1981-01-19 | 1982-07-26 | Toshiba Corp | Surface acoustic wave device |
CN113615083A (zh) * | 2019-03-14 | 2021-11-05 | 谐振公司 | 带有半λ介电层的横向激励的薄膜体声波谐振器 |
-
1976
- 1976-11-09 JP JP13372076A patent/JPS5828770B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5362964A (en) | 1978-06-05 |
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