DE10159449A1 - Schaltbares Oberflächenwellenfilter - Google Patents

Abstract

In einem als Dreiwandleranordnung ausgeführten Oberflächenwellenfilter wird im zentralen Eingangswandler eine Übertragungsfunktion durch Überlappungswichtung realisiert, die sich additiv aus einem symmetrischen und einem unsymmetrischen Anteil zusammensetzt. Im oder am Filter sind Schaltungsmittel vorgesehen, mit deren Hilfe eine parallele bzw. antiparallele Verschaltung der beiden lateralen Ausgangswandler möglich ist, wobei je nach Verschaltung zwischen symmetrischer oder antisymmetrischer Übertragungsfunktion unterschieden werden kann. Die Wellenanteile der jeweils anderen Symmetrie werden durch die Verschaltung kompensiert. Auf diese Weise gelingt es, das Filter zwischen zwei Übertragungsmoden hin- und herzuschalten, die zwei unterschiedlichen Übertragungskanälen entsprechen.

Description

• Ein nicht rekursiver Interdigitalwandler besteht aus zwei regelmäßigen Elektrodenkämmen als Teilelektroden, deren Elektrodenfinger so ineinander geschoben sind, daß sich im Interdigitalwandler eine parallele Anordnung alternierend von einem der beiden Elektrodenkämme ausgehender Elektrodenfinger ergibt. Der Wandler ist als Elektrodenstruktur auf einer Schicht eines piezoelektrischen Materials angeordnet. Ein solcher als Eingangswandler eines Filters nutzbarer Interdigitalwandler erzeugt eine akustische Oberflächenwelle, die sich zu gleichen Teilen entlang einer Hauptausbreitungsachse X senkrecht zu den Elektrodenfingern ausbreiten kann. Zur vollständigen akustoelektrischen Rückverwandlung der in zwei Richtungen vom Eingangswandler abgestrahlten Oberflächenwelle ist beiderseits des Eingangswandlers jeweils ein Ausgangswandler mit in der Regel regelmäßiger Normalfingerstruktur erforderlich.
• Für ein aus diesen genannten drei Wandlern bestehendes Oberflächenwellenfilter kann eine Übertragungsfunktion durch Vorsehen einer Überlappungswichtung im Eingangswandler erzeugt werden. Dazu werden die Überlappungen benachbarter von unterschiedlichen Elektrodenkämmen ausgehender Elektrodenfinger über die Länge des Wandlers parallel zur Achse X gesehen variiert, wobei die Übertragungsfunktion durch die Verteilung der Überlappungslängen über die X-Achse dargestellt wird. Um in beiden Ausgangswandlern gleiche Wellenanteile zu erhalten, die sich konstruktiv zum gewünschten Ausgangssignal addieren, wird im Eingangswandler die Übertragungsfunktion bzw. die Überlappungswichtung symmetrisch oder antisymmetrisch zu einer vertikal zur Hauptausbreitungsrichtung liegenden Symmetrieachse vorgenommen. Wenn sich die Symmetrie des Eingangswandlers dabei in der Verschaltung bzw. Anordnung der Ausgangswandler wider spiegelt, können die in den beiden Ausgangswandlern empfangenen Signale konstruktiv zu dem gewünschten Gesamtsignal überlagert werden.
• Eine komplexe Übertragungsfunktion läßt sich nur mit einem ausreichend langen Eingangswandler realisieren. Lange Wandler haben jedoch den Nachteil, daß eine Beugung der Oberflächenwelle auftritt, die sowohl elektroakustische Verluste bewirkt und zu einer Dämpfung des Signals bis zu ca. 3 dB führt, als auch insbesondere zu einer Verzerrung der Übertragungsfunktion führt. Die Beugung tritt dabei insbesondere bei den Wellenanteilen auf, die von den Elektrodenfingern erzeugt werden, die eine maximale Entfernung zu den Ausgangswandlern aufweisen. Zur Kompensation der Beugung kann die Überlappung insbesondere an diesen weit von den Ausgangswandlern entfernten Elektrodenfingern korrigiert werden. Diese Kompensation führt jedoch zu einem Symmetrieverlust, so daß eine gewünschte Übertragungsfunktion nicht mehr exakt eingestellt werden kann. Außerdem treten durch die Kompensation und den Symmetrieverlust Probleme mit dem Triple Transit Signal auf.
• Bei Oberflächenwellenfiltern, die für Konsumerelektronik, insbesondere für Fernseh- und Videoanwendungen eingesetzt werden, besteht ein Bedarf an Filtern, die unterschiedlichen Übertragungsnormen gehorchen können, bzw. die zwischen unterschiedlichen Übertragungskanälen umschalten können. Zu diesen Zwecken können zwei Filter kombiniert werden, zwischen denen umgeschaltet werden kann. Dies erhöht jedoch Kosten und Aufwand annähernd proportional zur Anzahl der gewünschten Übertragungskanäle. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, innerhalb eines Filters zusätzliche Filterelemente insbesondere Wandlerspuren vorzusehen, die bei Bedarf zugeschaltet werden können. Eine solche Lösung wird beispielsweise im US- Patent US 5 107 234 beschrieben. Doch auch hier gilt, daß für den zusätzlichen zuschaltbaren Kanal zusätzliche Spurbreite zur Verfügung gestellt werden muß, die die Größe des Bauelements, und damit dessen Herstellkosten erhöht. Filter mit zwei oder mehr Übertragungskanälen, können mit weniger stark ansteigendem Flächenbedarf auf der Oberfläche des Filterchips nur mit geringer werdenden Aperturen bzw. Spurbreiten erreicht werden. Mit geringer werdender Spurbreite muß jedoch wieder eine erhöhte Beugung in Kauf genommen werden. Zusätzlich erhöht sich die Impedanz des Wandlers und die Einfügedämpfung steigt stark an.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Filter mit einer zweiten Übertragungsfunktion zur Verfügung zu stellen, welches ohne den zusätzlichen Platzbedarf einer weiteren akustischen Spur realisiert ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Oberflächenwellenfilter mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.
• Die Erfindung gibt ein schaltbares Oberflächenwellenfilter (OFW-Filter) an, mit innerhalb einer Spur angeordneten Ein- und Ausgangswandlern: einem zentralen gewichteten Eingangswandler und zwei lateralen symmetrisch oder antisymmetrisch zum Eingangswandler angeordneten Ausgangswandlern. Durch die Überlappungswichtung ist im Eingangswandler eine Anregungsfunktion realisiert, die einen achsensymmetrischen und einen punktsymmetrischen Anteil umfaßt, wobei die den jeweiligen Anteil ausbildenden Überlappungen im zentralen Eingangswandler erfindungsgemäß addiert sind. Im oder am OFW-Filter sind Schaltmittel vorgesehen, die zwischen einem symmetrischen und einem antisymmetrischen Betrieb der beiden Ausgangswandler umschalten können. Damit wird erreicht, daß beispielsweise bei symmetrischer Verschaltung der beiden Ausgangswandler nur die symmetrischen Anteile der im Eingangswandler durch Überlappwichtung realisierten Übertragungsfunktion bzw. der durch die Anregungsfunktion erzeugten Oberflächenwelle empfangen werden können. Anti- bzw. punktsymmetrische Anteile der Übertragungsfunktion kompensieren sich durch die symmetrische Verschaltung der Ausgangswandler. Umgekehrt wird mit antisymmetrischer Verschaltung der Ausgangswandler nur der antisymmetrische Anteil der Übertragungsfunktion empfangen, während sich die symmetrischen Anteile in den Ausgangswandlern kompensieren.
• Auf diese Weise gelingt es, innerhalb einer einzigen Spur zwei Übertragungskanäle zu schaffen, zwischen denen in einfacher Weise umgeschaltet werden kann. Für den zweiten Übertragungskanal ist dabei weder zusätzliche Chipoberfläche noch ein zusätzlicher Wandler oder eine weitere akustische Spur erforderlich. Die zusätzlich realisierte zweite Übertragungsfunktion kann einen weiteren Übertragungskanal des Filters darstellen. Dieser kann einer anderen Norm entsprechen, die sich von der Norm des ersten Übertragungskanals beispielsweise durch Bandbreite oder durch die Form des Paßbandes unterscheiden kann. Mit der Realisierung zweier Übertragungsfunktionen in einem Filter innerhalb einer Spur mit herkömmlicher Apertur wird gegenüber bekannten Lösungen mit mehr als einem Übertragungskanal eine wesentliche Einsparung an Chipoberfläche und damit an Bauelementherstellungskosten erzielt, sowie nicht zuletzt auch eine Reduzierung der Bauelementgröße gegenüber bekannten Lösungen mit zwei Übertragungskanälen erreicht.
• Wie bereits eingangs erwähnt, können Beugungseffekte dazu führen, daß bei hochsymmetrischen (punkt- oder achsensymmetrisch) überlappungsgewichteten Eingangswandlern Beugungseffekte auftreten, die zu elektroakustischen Verlusten bei der Signalübertragung führen. Bei einer technisch möglichen Kompensation dieser Beugungseffekte durch Manipulation der Übertragungsfunktion geht die gewünschte Symmetrie der Übertragungsfunktion verloren, die dementsprechend auch bei einem erfindungsgemäßen Filter bei unkompensierter Beugung entweder zu Übertragungsverlusten oder bei kompensierter Beugung zu Symmetrieverlusten führt, die Realisierung der beiden Übertragungsfunktionen durch unterschiedlich symmetrische Übertragungsfunktionsanteile erschwert.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Kompensation der Beugungseffekte die akustische Spur des Eingangswandlers bei gegebener bzw. konstant bleibender Gesamtapertur A in eine Vielzahl von n zu einander parallel angeordneter und elektrisch miteinander verschalteter Teilspuren aufgeteilt. Jede der Teilspuren besitzt eine Teilapertur A_j, wobei sich die n Teilaperturen A_j zur Gesamtapertur A addieren, die gegenüber der bisherigen einspurigen Lösung unverändert bleiben. Überraschend wird dabei gefunden, daß trotz der erhöhten Beugung, die jede Teilspur für sich gegenüber einem einzigen Wandler der Apertur A aufweist, der erfindungsgemäße Gesamtwandler eine geringere Beugung aufweist als ein entsprechend einspurig ausgebildeter Wandler der Gesamtapertur A. Dabei zeigt sich, daß eine Verringerung der Beugung in überraschender Weise mit der Anzahl n der Teilspuren zunimmt. Vorteilhafte Wirkungen werden mit n Teilspuren erreicht, wenn n zumindest 3 beträgt. Da eine maximale Anzahl n von Teilspuren die beste Kompensation der Beugung gewährleistet, ist die Anzahl n nach oben theoretisch unbegrenzt, wird jedoch in der Praxis durch die verwendete Herstellungstechnik begrenzt. Mit heute bekannten und üblichen Verfahren können bereits bis zu 15 Teilspuren erzeugt werden. Mit weiter verfeinerten Verfahren sollten jedoch auch bis zu 30 Teilspuren bei herkömmlicher Gesamtapertur A möglich sein und zu entsprechend verbesserten Wandlern bzw. Filtern führen.
• Die Teilwandler sind parallel nebeneinander angeordnet, wobei jeweils zwei benachbarte Teilwandler die dazwischen liegende Stromschiene gemeinsam nutzen können. Die Teilwandler sind elektrisch miteinander verschaltet, wobei alle Verschaltungsmöglichkeiten und Kombinationen möglich sind. Die einfachste Methode ist, sämtliche Teilwandler elektrisch in Serie zu schalten. Möglich ist es jedoch auch, sämtliche Wandler parallel zu verschalten oder einen Teil der Teilwandler seriell und die übrigen parallel zu verschalten. Durch die unterschiedlichen Verschaltungsmöglichkeiten der Teilwandler ist es möglich, bei der Erfindung die Impedanz des Eingangswandlers auf einen gewünschten Wert einzustellen. Dabei gilt die Regel, daß sich die Impedanz, also der Wellenwiderstand des Wandlers, mit zunehmender Anzahl seriell verschalteter Teilwandler erhöht. Umgekehrt wird ein Gesamtwandler mit minimaler Impedanz durch Parallelverschaltung einer maximalen Anzahl an Teilspuren erhalten. Auf diese Weise ist es auch möglich, bei Parallelverschaltung der Teilwandler durch Erhöhung der Anzahl der Teilwandler die Impedanz weiter zu erniedrigen, bzw. bei serienverschalteten Teilwandlern durch Erhöhung der Anzahl der Teilwandler die Impendanz zu erhöhen.
• In der einfachsten Ausführungsform eines in Teilspuren aufgeteilten Wandlers wird für alle n Teilspuren die gleiche Apertur A_j gewählt. Möglich ist es jedoch auch, die Aperturen der Teilspuren unterschiedlich zu wählen, wobei immer gilt, daß die Summe der n Teilaperturen A_j gleich der Gesamtapertur A ist. Vorzugsweise sind Teilspuren unterschiedlicher Apertur so angeordnet, daß sich eine symmetrische Verteilung parallel zur Ausbreitungsachse der Oberflächenwelle ergibt. Bei einer solchen symmetrischen Anordnung können die Teilspuren mit maximaler Teilapertur A_jmax in der Mitte des Gesamtwandlers liegen, diejenigen mit minimaler Teilapertur A_jmin jedoch an den Rändern der akustischen Spur, also außen an dem in Teilspuren aufgeteilten Wandler. In einer Variation dieser symmetrischen Anordnung werden die Teilspuren mit minimaler Teilapertur in der Mitte des Gesamtwandlers angeordnet, die Teilspuren mit maximaler Teilapertur dagegen am Rand.
• Jeder Teilwandler weist dabei die gleiche Anregungsfunktion auf, wobei die durch Überlappwichtung realisierten Anregungsfunktionen innerhalb unterschiedlicher Teilwandler gegenüber einer vertikal zur Wellenausbreitungschase x liegenden Spiegelebene gespiegelt sein können. Insbesondere bei paralleler Verschaltung zweier benachbarter Teilspuren kann es sinnvoll sein, daß sich die Anregungsfunktion eines der beiden Teilwandler spiegelbildlich zur Anregungsfunktion des anderen Teilwandlers verhält, wobei als Symmetrieelement die genannte Spiegelebene vertikal zur Achse x gewählt wird. Von Vorteil kann es auch sein, wenn Teilwandler mit ursprünglicher Übertragungsfunktion und Teilwandler mit gespiegelter Übertragungsfunktion symmetrisch zu einer gedachten Mittelachse des Wandlers parallel zur Ausbreitungsachse x so angeordnet sind, daß sich ungefähr gleich große Gruppen mit jeweils identischer Übertragungsfunktion einander gegenüber stehen.
• In Abhängigkeit von der Art der Verschaltung der Teilwandler zum Gesamtwandler kann durch Spiegelung einzelner Teilwandler sichergestellt werden, daß die sich aus den Wellenfronten der Teilwandler ergebende Wellenfront des Gesamtwandlers einheitlich ist, so daß alle Wandler "phasengleich" anregen. Auf diese Weise ist eine homogene Wellenausbreitung gewährleistet, bei der die Beugung maximal unterdrückt ist.
• Ein erfindungsgemäßer gewichteter oder in Teilspuren aufgeteilter, als Eingangswandler dienender Interdigitalwandler kann weitere Wichtungen aufweisen. Bei einem in Teilwandler aufgeteilten Eingangswandler gilt auch hier, daß die Anregungsfunktionen allen Teilwandlern gleich oder zumindest annähernd gleich ist, so daß eine gegebenenfalls zusätzliche Wichtungsmethode auf alle Teilwandler gleichmäßig angewendet ist. Solche weiteren Wichtungen können ausgewählt sein aus Weglasswichtung, Positionswichtung und Fingerbreiten Wichtung.
• Ein erfindungsgemäß in miteinander verschaltete Teilwandler aufgespalteter Eingangswandler wird in einem erfindungsgemäßen Filter mit zwei lateralen Ausgangswandlern kombiniert, deren Aperturen der Breite des gesamten aus Teilwandlern zusammengesetzten Eingangswandlers entspricht. Die Ausgangswandler haben daher eine Apertur A plus der in lateraler Richtung addierten Gaps (= Abstand der Fingerenden von der jeweils gegenüberliegenden Stromschiene) plus der Summe der Breiten der zwischen den Teilwandlern angeordneten Stromschienen plus der Summe der gegebenenfalls zwischen den Teilwandlern vorhandenen Zwischenräume.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen 10 Figuren näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt anhand einer beispielhaften Darstellung die Addition einer symmetrischen und einer antisymmetrischen Funktion.
• Fig. 2 zeigt einen überlappungsgewichteten Interdigitalwandler.
• Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Filter in schematischer Darstellung.
• Fig. 4 zeigt einen aus miteinander verschalteten Teilwandlern bestehenden Eingangswandler.
• Fig. 5 zeigt miteinander verschaltete Teilwandler in unterschiedlicher Anordnung.
• Fig. 6 zeigt einen aus verschalteten Teilwandlern bestehenden Eingangswandler mit unterschiedlichen Aperturen der Teilwandler.
• Fig. 7 zeigt die serielle Verschaltung von Teilwandlern.
• Fig. 8 zeigt die parallele Verschaltung von Teilwandlern.
• Fig. 9 zeigt einen Eingangswandler, der z. T. aus serienverschalteten Teilwandlern und z. T. aus parallel verschalteten Teilwandlern besteht.
• Fig. 10 zeigt ein erfindungsgemäßes Filter mit einem aus Teilwandlern bestehenden Eingangswandler.
• Fig. 1 zeigt anhand zweier beliebig ausgewählter Funktionen die Addition einer symmetrischen mit einer unsymmetrischen Funktion. Eine antisymmetrische sinusartige Funktion 1 mit einem Knoten und eine ebenfalls sinusförmige symmetrische Funktion 2 mit zwei Knoten werden mit ihren Funktionswerten addiert und ergeben eine nicht symmetrische Funktion 3, welche aus den genannten symmetrischen und antisymmetrischen Anteilen zusammengesetzt ist. Die Symmetrieeigenschaften ergeben sich bezüglich der Spiegelachse SA als Symmetrieelement.
• Fig. 2 zeigt einen bekannten Interdigitalwandler, der eine beliebige Überlappungswichtung aufweist. Die Anregungsfunktion über die Achse x entspricht dabei der Verteilung der Überlappungslängen über die Achse x innerhalb des Überlappungsgebietes UE, das in der Figur der Anschaulichkeit halber mit durchgezogenen Linien umrandet ist. Eine solche Überlappungsfunktion kann Vorzeichenwechsel aufweisen, wie sie in der Figur angedeutet sind. Wählt man eine geeignete Übertragungsfunktion, die aus einem symmetrischen und einem antisymmetrischen Anteil additiv zusammengesetzt ist, so wird aus dem an sich bekannten überlappungsgewichteten Interdigitalwandler ein erfindungsgemäßer Eingangswandler EW, dessen nun nicht mehr symmetrische Übertragungsfunktion durch die beispielhafte und nicht real verwendbare Funktion 3 aus Fig. 1 angedeutet ist. Diese Funktion entspricht nicht einer üblichen Übertragungsfunktion und soll hier nur dem besseren Verständnis der Erfindung dienen. Die Apertur A des Eingangswandlers EW entspricht dabei der maximalen Ausdehnung in y- Richtung (senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung x) der Umhüllenden der Überlappungen.
• Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Filter, bestehend aus drei Interdigitalwandlern. In einem überlappungsgewichteten zentralen Eingangswandler EW ist die erfindungsgemäß gewonnene Übertragungsfunktion durch Überlappung realisiert. Beiderseits des zentralen Eingangswandlers EW ist je ein Ausgangswandler AW, AW' angeordnet. Diese Ausgangswandler AW sind jeweils relativ kurze Normalfingerwandler, die zumindest die gleiche Apertur A wie der Eingangswandler EW aufweisen. Eingangswandler und Ausgangswandler sind nebeneinander auf einer Achse parallel zur Ausbreitungsrichtung x der Oberflächenwelle angeordnet. Nicht dargestellt sind die erfindungsgemäßen Schaltungsmittel, mit deren Hilfe eine unterschiedliche Verschaltung der beiden Ausgangswandler AW, AW' möglich ist. Zum Beispiel können die Anschlüsse für die Ausgangswandler getrennt aus dem OFW Filter herausgeführt werden, wobei externe Schaltungsmittel dann einmal eine symmetrische oder eine antisymmetrische Verbindung der Anschlüsse ermöglichen. In der dargestellten Ausführung sind die beiden Ausgangswandler AW, AW' identisch, bzw. spiegelsymmetrisch um die zentrale Spiegelachse SA angeordnet. Durch Parallelverschaltung der beiden Ausgangswandler, also durch Verbinden der Anschlüsse T1 und T1' mit dem einem Ausgang und Verbinden der Anschlüsse T2 und T2' mit dem anderen Ausgang wird eine Parallelverschaltung der beiden Ausgangswandler erreicht. Zur gleichen Zeit mit gleicher Phase einlaufende Oberflächenwellenanteile werden dabei konstruktiv überlagert. Nicht phasengleich eintreffende Anteile führen zu einer Signalverminderung bzw. zu einer Signalauslöschung sofern es sich um die Anteile einer antisymmetrisch zur Spiegelachse SA orientierten Übertragungsfunktion handelt. Die erfindungsgemäßen Schaltungsmittel (in der Figur nicht dargestellt) ermöglichen des weiteren die gemeinsame Verschaltung der Anschlüsse T1 und T2' mit dem einen Ausgang und eine Verschaltung der Anschlüsse T2 und T1' mit dem anderen Ausgang. Durch diese antisymmetrische Verschaltung führen an den beiden Ausgängen nur die antisymmetrischen Anteile der Übertragungsfunktion bzw. der damit erzeugten Oberflächenwelle zu einem meßbaren Signal. Durch die antiparallele Verschaltung werden die mit unterschiedlicher Phase einlaufenden antisymmetrischen Wellenanteile wiederum konstruktiv überlagert, während in diesem Fall die symmetrisch einlaufenden Wellenanteile des symmetrischen Anteils der Übertragungsfunktion ausgelöscht werden. Der Eingang des Filters wird mit den Anschlüssen T3 und T4 des Eingangswandlers EW verbunden.
• Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Aufteilung eines Eingangswandlers in hier fünf parallele Teilwandler TW, die elektrisch miteinander verschaltet sind. In jedem der Teilwandler ist annähernd die gleiche Übertragungsfunktion realisiert, die in erfindungsgemäßer Weise einen symmetrischen und einen antisymmetrischen Anteil durch Addition der entsprechenden Überlappungen enthält. In der Figur besitzen sämtliche Teilwandler TW1, TW2, . . . TWn eine Apertur A₁, A₂, . . . A_n, die hier für alle Teilwandler gleich ist. Die Gesamtapertur A entspricht der Addition der Aperturen der Teilwandler TW. Die zusätzlichen Ausdehnungen in y-Richtung aufgrund der zusätzlichen Gaps und Stromschienen bleiben der Einfachheit halber unberücksichtigt. Der aus der Gesamtheit aller miteinander verschalteter Teilwandler TW bestehende Eingangswandler wird im Folgenden als multiparalleler Wandler MPW bezeichnet.
• Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit, Teilwandler mit erfindungsgemäßer Überlappungswichtung zu einem multiparallelen Wandler MPW anzuordnen. Der hier aus 6 Teilwandlern TW bestehende multiparallele Wandler besitzt in jedem Teilwandler die gleiche Übertragungsfunktion jedoch mit der Maßgabe, daß in einem Teil der Wandler, hier in den obersten drei Wandlern eine Übertragungsfunktion realisiert ist, die einem Spiegelbild der in den unteren 3 Teilwandlern realisierten Übertragungsfunktionen entspricht. Die Teilwandler sind hier alle mit gleicher Apertur A_j versehen.
• In Fig. 6 ist ein multiparalleler Wandler MPW aus je 5 Teilwandlern TW zusammengesetzt, die jedoch unterschiedliche Teilaperturen A_j aufweisen. Die Teilwandler TW sind hier entsprechend ihrer Apertur so angeordnet, daß der Teilwandler TW3 mit der größten Apertur in der Mitte des multiparallelen Wandlers MPW angeordnet ist, die Teilwandler TW1 und TW5 mit der kleinsten Teilapertur dagegen die beiden äußeren Teilwandler darstellen. Trotz unterschiedlicher Apertur ist in allen 5 Teilwandlern TW1 bis TW5 die gleiche Übertragungsfunktion mittels Überlappungswichtung realisiert.
• Fig. 7 zeigt die einfachste Möglichkeit der Verschaltung verschiedener Teilwandler TW zu einem erfindungsgemäßen multiparallelen Wandler MPW. Dies kann in durch Verbinden der jeweils einander zugewandten Stromschienen jeweils zweier benachbarter Teilwandler TW erfolgen. Noch einfacher ist es, die Teilwandler direkt benachbart so anzuordnen, daß sie die dazwischenliegende Stromschiene gemeinsam nutzen können. Diese Anordnung ist im rechten Teil der Figur angedeutet. Bei serieller Verschaltung der Teilwandler zum multiparallelen Wandler MPW genügt es, den Gesamtwandler MPW über die beiden äußersten Stromschienen mit den Anschlüssen T3 und T4 zu verbinden.
• Fig. 8 zeigt einen multiparallelen Wandler, bei dem sämtliche Teilwandler TW parallel miteinander verschaltet sind. Dies gelingt durch elektrisches Verbinden jeder zweiten Stromschiene mit einem Anschluß, und Verbinden der dazwischen liegenden Stromschienen mit dem anderen Anschluß. Vorteilhaft ist es bei dieser Parallelverschaltung, wenn die Übertragungsfunktion um die zwischen den beiden Wandlern liegende Stromschiene gespiegelt ist. Dies gelingt in einfacher Weise durch Elektrodenfingeranordnungen und Anschlußfolgen, die sich wie Bild und Spiegelbild zu einander verhalten mit der dazwischenliegenden Stromschiene als Symmetrieelement. Die jeweils miteinander verbundenen Stromschienen der fünf parallel miteinander verschalteten Teilwandler werden mit den Anschlüssen T3 bzw. T4 verbunden.
• Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Verschaltungsmöglichkeit von hier insgesamt 5 Teilwandlern zu einem erfindungsgemäßen multiparallelen Wandler MPW. Hier sind die Teilwandler 1 und 2 in Serie geschaltet sind, die Teilwandler 3, 4 und 5 dagegen parallel zu dieser Serienverschaltung geschaltet. Die unterschiedliche Verschaltung gemäß den Fig. 7, 8 und 9 führt zu multiparallelen Wandlern MPW von unterschiedlicher Impedanz. Während die in Fig. 8 dargestellte Parallelverschaltung der Teilwandler TW zu einem multiparallelen Wandler mit minimaler Impedanz, die Serienverschaltung gemäß Fig. 7 zu einem multiparallelen Wandler MPW mit maximaler Impedanz führt, liegt die Impedanz des multiparallelen Wandlers in Fig. 9 bei dem die Teilwandler teils seriell, teils parallel verschaltet sind, zwischen den Extremwerten der Beispiele gemäß Fig. 7 und 8.
• Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung, wie ein mit einer erfindungsgemäßen Übertragungsfunktion versehener in Teilwandler aufgeteilter multiparalleler Wandler MPW als Eingangswandler EW in einem erfindungsgemäßen Dreiwandlerfilter eingesetzt werden kann. Während die Gesamtapertur A des Eingangswandlers EW sich aus der Summe der Teilaperturen A_j zusammensetzt, weisen die beiden Ausgangswandler AW, AW' eine einheitliche Apertur A auf. Vorteilhaft ist es jedoch auch, die Apertur der Ausgangswandler AW und AW' um den Betrag zu erhöhen, der der Summe der Breiten der zwischen den Teilwandlern liegenden Stromschienen plus der Summe der im Innern des multiparallelen Wandlers MPW liegenden Gaps entspricht. In diesem Fall entspricht die Apertur der Ausgangswandler AW genau der Breite der Wellenfront, die mit dem erfindungsgemäßen multiparallelen Eingangswandler MPW bzw. EW erzeugt wird. Dies garantiert, daß in den Ausgangswandlern die gesamte Oberflächenwelle in ein elektrisches Signal zurückverwandelt werden kann und daß das Filter insgesamt somit niedrige Verluste bzw. eine niedrige Einfügedämpfung aufweist.
• Die Erfindung ist nicht auf einen als multiparallelen Wandler ausgebildeten Eingangswandler eingeschränkt, obwohl dies die vorteilhafteste Ausführungsform darstellt. Übertragungsfunktionen die erfindungsgemäß geeignet sind, weisen von haus aus symmetrische oder antisymmetrische Eigenschaften auf, z. B. einfache Bandpässe. Die Darstellung der Übertragungsfunktionen durch eine geeignete Überlappungswichtung z. B. ist dagegen frei wählbar. Es gibt genügend Bandpässe, die dafür geeignet sind.
• Neben den in den Ausführungsbeispielen dargestellten Ausführungsformen sind weitere Variationen erfindungsgemäßer Filter möglich. Nicht dargestellt wurden beispielsweise Interdigitalwandler, die neben der die Übertragungsfunktion darstellenden Überlappungswichtung eine weitere Wichtungsart aufweisen.

Claims (12)

1. Schaltbares Oberflächenwellenfilter - OFW Filter, mit einem zentralen als Eingangswandler (E) dienenden IDT, mit zwei lateralen, symmetrisch oder antisymmetrisch beiderseits des Eingangswandlers angeordneten als elektrisch parallel verschaltete Ausgangswandler (A1, A2) dienenden IDTs, bei dem der Eingangswandler (E) eine Überlappungswichtung aufweist, mit der eine Anregungsfunktion realisiert ist, wobei die Anregungsfunktion einen achsensymmetrischen und einen punktsymmetrischen Anteil umfaßt, deren Überlappungen im Eingangswandler addiert sind, bei dem Schaltmittel zum Umschalten zwischen einer symmetrischen und einer antisymmetrischen Verschaltung der beiden Ausgangswandler vorgesehen sind.

2. Filter nach Anspruch 1, bei dem im achsensymmetrischen und im punktsymmetrischen Anteil der Anregungsfunktion jeweils eine von der anderen verschiedene Übertragungsfunktion realisiert ist, die jeweils einem Übertragungskanal des Filters entspricht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem zur Kompensation von Beugungseffekten die akustische Spur des Eingangswandlers mit vorgegebener Gesamtapertur A in eine Vielzahl von n zueinander parallel angeordneten und elektrisch miteinander verschalteten Teilspuren für sich jeweils höherer Beugung aufgeteilt wird,
wobei die Teilspuren jeweils eine Apertur A_j und alle Teilspuren die gleiche Anregungsfunktion aufweisen,
wobei gilt:


und n eine ganze Zahl mit n ≥ 3 ist.

4. Filter nach Anspruch 3, bei dem im Eingangswandler n Teilspuren vorgesehen sind mit 30 ≥ n ≥ 5.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die n Teilspuren durch n miteinander verschaltete Teilwandler realisiert sind, die elektrisch komplett parallel oder komplett in Serie geschaltet sind.

6. Filter nach einem der Ansprüche 3-5, bei dem die n Teilwandler elektrisch teilweise in Serie und teilweise parallel geschaltet sind.

7. Filter nach einem der Ansprüche 3-6, bei dem die Aperturen der Teilspuren unterschiedlich groß sind, wobei die Anordnung der unterschiedlich großen Aperturen symmetrisch zu einer Mittelachse des Interdigitalwandlers erfolgt, die parallel zur Ausbreitungsrichtung der OFW liegt.

8. Filter nach einem der Ansprüche 3-7, bei dem einzelne Teilspuren gegenüber den übrigen Teilspuren eine um eine Spiegelachse gespiegelte Anordnung aufweisen.

9. Filter nach einem der Ansprüche 3-8, bei dem jeweils zwei benachbarte Teilwandler eine dazwischen angeordnete Stromschiene als gemeinsame Stromschiene nutzen.

10. Filter nach einem der Ansprüche 3-9, bei dem die n Teilspuren phasengleich anregen.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1-10, bei dem die Ausgangswandler als einspurige Interdigitalwandler der Apertur A vorgesehen ist.

12. Verwendung eines Filters nach einem der Ansprüche 1-11 als schaltbares Zweikanalfilter für unterschiedliche Übertragungsnormen.