JPS5828770B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- 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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- JP
- Japan
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- acoustic wave
- surface acoustic
- frequency
- thickness
- filter
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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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