DE1919024C

DE1919024C - Electromechanical filter

Info

Publication number: DE1919024C
Application number: DE19691919024
Authority: DE
Inventors: Warren La Verne Allentown Sykes Roger Allen Bethlehem Pa Smith (V St A)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1968-04-24
Filing date: 1969-04-15
Publication date: 1973-08-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Filter mit folgenden Merkmalen:The invention relates to an electromechanical Filters with the following characteristics:

Es weist einen piezoelektrischen Kristallkörper auf, ein Eingangselektrodenpaar bildet einen Resonator mit einem Abschnitt des Körpers, ein Ausgangselektrodenpaar bildet einen Resonator mit einem weiteren Abschnitt des Körpers, mindestens ein Zwischenelektrodenpaar liegt zwischen der Stelle der Eingangs- und Ausgangselektroden und bildet einen Resonator mit einem weiteren Abschnitt des Körpers, benachbarte Resonatoren sind in Abhängigkeit der Massen der Elektrode und deren Abstand zwischen den Elektrodenpaaren akustisch miteinander gekoppelt, die jeweiligen Elektrodenpaare weisen Massen sowie Abmessungen auf und der Körper besitzt eine solche Ausdehnu'.g, daß die jeweiligen Abschnitte des Körpers im ungekoppelten Zustand im wesentlichen die gleiche vorbestimmte mechanische Resonanzfrequenz aufweisen.It has a piezoelectric crystal body, and a pair of input electrodes forms a resonator with a portion of the body, a pair of output electrodes forms a resonator with a another section of the body, at least one pair of intermediate electrodes lies between the location of the Input and output electrodes and forms a resonator with another section of the body, neighboring resonators are dependent on the masses of the electrode and their distance between the electrode pairs are acoustically coupled to one another, the respective electrode pairs have masses as well as dimensions and the body has such an expansion that the respective sections of the body in the uncoupled state has essentially the same predetermined mechanical resonance frequency exhibit.

Bei einem bekannten Filter dieser Art (Electronics Letters, Vo!. 2, von Juni 1966, Nr. 6, S. 220 bis 222) werden wegen auftretender Kapazitäten zwischen den Elektroden nur deformierte Paßbandkurven erreicht. Ferner ist die Tatsache bekannt, daß die Elektrodenmasse einen Einfluß bei derartigem Filter aufweist (Electronics and Communications in Japan, Vol. 48 vom September 1965, Nr. 9, S. 84 bis 93). Bekannt ist ferner die Tatsache, daß durch Einführung eines Resonanzkreises mit einer Induktivität und einem Kondensator sich die Bandbreite eines Filters erhöhen läßt (IRE Transactions on Component Parts, Vol. CP-9 vom September 1962, Nr. 3, S. 89 bis 95).In a known filter of this type (Electronics Letters, Vo !. 2, from June 1966, No. 6, pp. 220 to 222) only deformed pass band curves are achieved due to the capacities occurring between the electrodes. Furthermore, the fact is known that the electrode mass has an influence on such a filter (Electronics and Communications in Japan, Vol. 48, September 1965, No. 9, pp. 84 to 93). Known is also the fact that by introducing a resonance circuit with an inductor and a Capacitor, the bandwidth of a filter can be increased (IRE Transactions on Component Parts, Vol. CP-9, September 1962, No. 3, pp. 89-95).

Während Energieübertragung immer dann erwartet werden kann, wenn elektrische Energie einem Elektrodenpaar zugeführt wird, das an einen Kristallkörper piezoelektrisch angekoppelt ist, und die Energie von einem anderen Elektrodenpaar auf dem Körper abgenommen wird, war es nicht immer möglich, eine gesteuerte vorbestimmte Kennlinie oder ein gesteuertes glattes Paßband zu erhalten.While energy transfer can always be expected when electrical energy is a Electrode pair is supplied, which is piezoelectrically coupled to a crystal body, and the Energy is taken from another pair of electrodes on the body, it was not always possible to to obtain a controlled predetermined characteristic or a controlled smooth pass band.

Es ist vorgeschlagen worden, die Form der Paßbänder mit zusätzlichen Komponenten zu steuern hzw. einzustellen. Ferner kann das Übertragungsverhalten durch Steuern der Massen und der Abstände der Elektrodenpaare ohne zusätzliche Komponenten beeinflußt werden, solange das Paßband auf einen Frequenzunterschied zwischen der sogenannten Resonanz- und Antiresonanzfrequenz eines Elektrodenpaares ist. Es wurde auch gefunden, daß das Paßband innerhalb dieses Frequenzbereichs gesteuert werden könnte durch Befestigen einer Reihe zusätzlicher Elektrodenpaare auf dem Kristallkörper zwischen den in größerem Abstand voneinander gelegenen Eingangsund Ausgangselektrodenpaaren. Diese mittleren Elektrodenpaare dienten, zusammen mit dem Kristallkörper, zur Bildung von Resonatoren, die den durch die Eingangselektroden und den Kristallkörper gebildeten Eingangsresonator an den durch die Ausgangselektroden und den Kristallkörper gebildeten Ausgangsresonator ankoppeln. Jedoch waren solche zusätzlichen Resonatoren außerhalb des Resonanz-Antiresonanz-Frequenzbereiches nicht geeignet. Bei Filtern, in welchen ein mittleres Elektrodenpaar zur Kopplung der Eingangs- und Ausgangspaare diente, legten die Kapazitäten zwischen den Elektroden eines jeden Paares dem Paßband Beschränkungen auf, die, wenn sie überhaupt überwunden werden konnten, derart komplizierte Abänderungen erfordern, so daß eine praktische Anwendbarkeit nicht möglich war.It has been proposed to control the shape of the passbands with additional components hzw. to adjust. Furthermore, the transmission behavior can be controlled by controlling the masses and the distances of the electrode pairs can be affected without additional components, as long as the pass band is on one Frequency difference between the so-called resonance and anti-resonance frequency of an electrode pair is. It has also been found that the passband can be controlled within this frequency range could be achieved by attaching a number of additional pairs of electrodes on the crystal body between the Input and output electrode pairs located at a greater distance from one another. These middle pairs of electrodes served, together with the crystal body, to form resonators that pass through the input electrodes and the crystal body at the input resonator formed by the output electrodes and couple the output resonator formed by the crystal body. However, there were additional resonators outside the resonance-antiresonance frequency range not suitable. at Filters in which a middle pair of electrodes was used to couple the input and output pairs, the capacitances between the electrodes of each pair placed restrictions on the pass band which, if they could be overcome at all, would require such complicated changes that practical applicability was not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter so auszubilden, daß unerwünschte Kapazitäten zwischen den Elektroden im Hinblick auf bessere Paßbandkurven kompensiert werden. Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der im Anspruch 1 angegebenen Kombination gelöst.The invention is based on the object of designing a filter in such a way that undesired capacitances be compensated for between the electrodes with a view to better band-pass curves. The asked The object is achieved on the basis of the combination specified in claim 1.

Durch die Erfindung sind die Paßbandbegrenzungen, die bisher durch die Kapazitäten zwischen den Elektroden entstanden, mit nur zwei Induktivitäten beseitigt, ohne daß hierzu die Notwendigkeit bestünde, zusätzliche Blindwiderstandskomponenten an die mittleren Elektrodenpaare anzuschließen.The invention eliminates the pass band limits that were previously caused by the capacitances between the electrodes arose, with only two inductances eliminated, without the need for this, Connect additional reactance components to the middle pairs of electrodes.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben; es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing; it shows

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Filter mit einem Kristallkörper nebst zugehörigem Schaltbild,F i g. 1 shows a schematic plan view of a filter with a crystal body and the associated one Circuit diagram,

F i g. 2 eine Schnittansicht der Anordnung nach F i g. 1,F i g. 2 shows a sectional view of the arrangement according to FIG. 1,

F i g. 3 das Ersatzschaltbild der Anordnung nach F i g. 1 und 2,F i g. 3 shows the equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 1 and 2,

F i g. 4 die Übertragungskennlinie der Anordnung nach F i g. 1 und 2,F i g. 4 shows the transfer characteristic of the arrangement according to FIG. 1 and 2,

F i g. 5 eine Ansicht einer Versuchsanordnung zur Prüfung der Kopplungen zwischen den Resonatoren in der Schaltung nach F i g. 1 und 2,F i g. 5 shows a view of an experimental arrangement for testing the couplings between the resonators in the circuit according to FIG. 1 and 2,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform,F i g. 6 another embodiment,

F i g. 7 bis 9 Diagramme zum Entwurf von Filtern nach den Fig. 1., 2 und 6.F i g. 7 to 9 are diagrams for the design of filters according to FIGS. 1, 2 and 6.

In F i g. 1 liefert eine Quelle S eine hochfrequente Spannung an eine der Abstimmung dienende Induktiv iläi Li und an das erste von insgesamt acht Elektrodenpaaren 12, 14; 16, 18; 20. 22; 24, 26; 28. 30: 32. 34: 36, 38 und 30, 42. Die Elektrodenpaare sind, ausgerichtet zu einer gewählten Achse, z. B. der kristallogr-'phischen Z-Achse, auf ein rechteckiges ir-Schnitt-Quarzkristallplättchen 44. das als der piezoelektrische Kristallkörper vorgesehen ist. aufgedampft oder aufplattiert. Der Klarheit halber sind die Elektroden und das Plättchen in F i g. 2 in der Dicke vergrößert dargestellt. Die einzelnen Elektroden jedes Paares sind einander gegenüberstehend auf beiden Seiten des Plättchens angeordnet. Die Quelle S erzeugt Dickenscherschwingungen im Kristallplättchen 44 infolge der an die Eingangselektroden 12 und 14 zugeführte Hochfrequenzspannung, und zwar auf piezoelektrischem Wege. Die Schwingungen regen gleichfrequente Schwingungen >n der benachbarten Abschnitten des Kristallkörpers zwischen aufeinanderfolgender Elektrodenpaaren il bis 42 an und erzeugen elektrische Energie in den Elektroden 40 und 42, zu welchen eine der Abstimmung dienende Induktivität LO parallel geschaltet ist. Jedes Elektrodenpaar bildet zusammen mit dem Plättchen einen Resonator, der an die benachbarten Resonatoren angekoppelt ist. Ein Lastwiderstand Ro erhält die an den Ausgangselektroden 40 und 42 innerhalb einer vorbestimmten Bandbreite Bw erscheinende elektrische Energie. Die mittleren Elektrodenpaare 16 bis 38 sind sämtlich untereinander kurzgeschlossen und geerdet. In Fig. 1 supplies a source S a high-frequency voltage to an inductive element Li used for tuning and to the first of a total of eight pairs of electrodes 12, 14; 16, 18; 20. 22; 24, 26; 28. 30: 32. 34: 36, 38 and 30, 42. The electrode pairs are aligned with a chosen axis, e.g. B. the Kristalllogr-'phischen Z-axis, on a rectangular ir-cut quartz crystal plate 44. which is provided as the piezoelectric crystal body. vapor-deposited or plated on. For the sake of clarity, the electrodes and the wafer are shown in FIG. 2 shown enlarged in thickness. The individual electrodes of each pair are arranged opposite one another on both sides of the plate. The source S generates thickness shear vibrations in the crystal plate 44 as a result of the high frequency voltage applied to the input electrodes 12 and 14, namely in a piezoelectric manner. The vibrations excite vibrations of the same frequency> n in the adjacent sections of the crystal body between successive pairs of electrodes 11 to 42 and generate electrical energy in electrodes 40 and 42, to which an inductance LO serving for coordination is connected in parallel. Each pair of electrodes, together with the plate, forms a resonator which is coupled to the neighboring resonators. A load resistor Ro receives the electrical energy appearing at the output electrodes 40 and 42 within a predetermined bandwidth Bw. The middle pairs of electrodes 16 to 38 are all short-circuited and grounded to one another.

Die Massen der Elektroden 12 bis 42 beeinflussen die Resonanzfrequenz jedes Resonators gegenüber dem Fall, daß die Elektroden der jeweils anderen Resonatoren fortgelassen werden, wobei die jeweilige Frequenz gegenüber der Dickenscherschwingungs-Grundfrequenz des Kristallkörpers erniedrigt wird. Jede der Massen ist so gewählt, daß der einzelne Resonator -- bei Fehlen der anderen Resonatoren — auf die gleiche Frequenz /_p, gemessen im kurzgeschlossenen Zustand, abgestimmt ist. Die Induktivität stimmt die gesamte wirksame elektrische Kapazität Co ι zwischen den Elektroden des ersten Elektrodenpaares 12 und 14, einschließlich der Streukapazitäten, auf die Resonanzfrequenz/_p ab, derart, daß 1/(2LiCo₁) ist. Die Induktivität LO stimmt die Zwischenelektrodenkapazität des leizten Elektrodenpaares 40, 42 auf die gleiche Frequenz /„ ab, so daß 1/(2 LoCo₂) istin Fig. 1 sind die Elektroden 12 bis 42 weitgehend gleich, so daß Co_x = Co₉ = Co und L₁ — Lo ist.The masses of the electrodes 12 to 42 influence the resonance frequency of each resonator compared to the case in which the electrodes of the respective other resonators are omitted, the respective frequency being lowered compared to the thickness shear oscillation fundamental frequency of the crystal body. Each of the masses is chosen so that the individual resonator - in the absence of the other resonators - _{is tuned to the same frequency / p} , measured in the short-circuited state. The inductance adjusts the total effective electrical capacitance Co ι between the electrodes of the first electrode pair 12 and 14, including the stray capacitances, to the resonance frequency / _p such that 1 / (2LiCo ₁ ). The inductance LO adjusts the interelectrode capacitance of the light electrode pair 40, 42 to the same frequency / ", so that 1 / (2 LoCo ₂ ) is in Fig. 1 the electrodes 12 to 42 are largely the same, so that Co _x = Co ₉ = Co and L ₁ - Lo is.

Die Wirkungsweise des Filters nach F i g. 1 kann am besten an Hand von dessen Ersatzschaltbild (Fig. 3) verstanden werden, in welchem die Teile, welche die aus Kristallkörper 44 und den Elektroden 12 bis 42 bestehende Anordnung darstellen, mit F bezeichnet sind. Hier liefert die Quelle S Hochfrequenzspannung an einen Kondensator Co ₁₍ der die elektrische Zwischenelektrodenkapazität der Elektroden 12 und 14 darstellt. Die Quelle 5 hat einen Innenwiderstand R₁. Der Kapazitätstransformator, der aus einem K npazitäts-T-Glied mit zwei Kondensatoren C₁ im Serienzweig und einem Kondensator C₁ im Parallelzweig besteht, stellt die piezoelektrische Kopplung zwischen den Elektroden 12 und 14 und dem Plättchen 44 dar und dient zur Zuführuns der Eingangsenergie von der Quelle S an einen Parallelresonanzkreis, der aus einer Induktivität Z., und einem Kondensator C, aufgebaut ist und den Resonator des Plättchens 40 zwischen den Elektroden 12 und 14 darstellt. The mode of operation of the filter according to FIG. 1 can best be understood with reference to its equivalent circuit diagram (FIG. 3), in which the parts which represent the arrangement consisting of crystal bodies 44 and electrodes 12 to 42 are designated by F. Here the source S supplies high-frequency voltage to a capacitor Co _{1 (} which represents the electrical interelectrode capacitance of the electrodes 12 and 14. The source 5 has an internal resistance R _1. The capacitance transformer, which consists of a capacitance T-element with two capacitors C ₁ im Series branch and a capacitor C ₁ in the parallel branch, represents the piezoelectric coupling between the electrodes 12 and 14 and the plate 44 and serves to supply the input energy from the source S to a parallel resonance circuit, which consists of an inductance Z and a capacitor C. , is constructed and represents the resonator of the plate 40 between the electrodes 12 and 14.

Der aus Induktivität L₁ und Kondensator C₁ aufgebaute Resonanzkreis ist auf die Frequenz /,, auf der Basis der Dicke des Plättchens 44 und den Abmessungen und Massen der Elektroden 12 und 14The resonant circuit made up of inductance L ₁ and capacitor C ₁ is based on the frequency / ,, on the basis of the thickness of the plate 44 and the dimensions and masses of the electrodes 12 and 14

ίο abgestimmt. Daher ist 1,(2C₁L₁) /„. Die Induktivität L₁-, die parallel zum Kondensator Cr>, und den Elektroden 12 und 14 geschaltet ist, stimmt den Kondensator Co_x auf die Frequenz/,, ab. so daß letztere gleich 1/(2L₁Co₁) ist. Die im Resonator L₁C₁ erscheinende Energie regt eine Mehrzahl Resonatoren L₁, C; L₃, C₁: L₄. C_t: L,, C₅; L₆, C₆; L₇, C₇: und L,. C, an. D'abei ist C₁ = C, = C₁ - C₁ - C-, ■ C_(i -- C₇ -= C_s und L₁ = L₂ - L₃ - L₄ ■= L₅ -= L₆ -- L₇ = L_n. Die?es erfolgt mil Hilfe induktiver —Kopplungbabschnitte S₁₂, S₂₃, S₃₄, S S₆₆, S₆₇ und S_7g, von denen jeder aus einer Serier.induktivität L_111n ο und zwei Parallelzweigen — L,,<n-i)· ^m't " ™ 1, 2 ... 7. aufgebaut ist. So ist der Abschnitt S₃₄ aus einer Serieninduktivität L₃₄ und zwei Parallelinduktivi üten -L₃₄ aufgebaut. Die Anregung der anderen Resonatoren entspricht der Wirkung der Schwingung des Plättchens 44 zwischen den Elektroden 12 und 14, die über das zwischenliegende Material ähnliche Schwingungen der gleichen Frequenz in den Plättchen teilen zwischen den entsprechenden Elektrodenpaaren 16 bis 42 anregen. Die einzelnen Resonatoren L₁, C₁ usw. stellen je die Schwingungsfrequenz des einzelnen in Resonanz kommenden Plättchenteils dar, wenn die anderen resonanten Teile verstimmt sind und aus dem Preßbandbereich herausfallen. Die induktiven Abschnitte S₁₂, S₂₃, usw. stellen die Kopplung zwischen aufeinanderfolgenden Resonatoren dar und führen zu Frequenzverschiebungen der schwingenden Teile zwischen den Plättchen. ίο coordinated. Hence 1, (2C ₁ L ₁ ) / “. The inductance L ₁ -, which is connected in parallel with the capacitor Cr>, and the electrodes 12 and 14, tunes the capacitor Co _x to the frequency / i. so that the latter is equal to 1 / (2L ₁ Co ₁ ). The energy appearing in the resonator L ₁ C ₁ excites a plurality of resonators L ₁ , C; L ₃ , C ₁ : L ₄ . C _t : L 1, C ₅ ; L ₆ , C ₆ ; L ₇ , C ₇ : and L ,. C, at. Here, C ₁ = C, = C ₁ - C ₁ - C-, ■ C _(i - C ₇ - = C _s and L ₁ = L ₂ - L ₃ - L ₄ ■ = L ₅ - = L ₆ - L ₇ = L _n it is carried mil help inductive -Kopplungb sections S _12, S _23, S _34, S ₆₆ S, S ₆₇ and S _7g, each of which ο from a Serier.induktivität L _111n and.? two parallel branches - L ,, <ni) · ^m 't "™ 1, 2 ... 7. Thus, the section S _{34 is constructed} from a series inductance L ₃₄ and two parallel inductances -L _34. The excitation of the other Resonators corresponds to the effect of the oscillation of the plate 44 between the electrodes 12 and 14, which via the intermediate material excite similar oscillations of the same frequency in the plate parts between the corresponding electrode pairs 16 to 42. The individual resonators L ₁ , C ₁ etc. represent each represents the oscillation frequency of the individual plate part coming into resonance when the other resonant parts are out of tune and fall out of the press belt area e S ₁₂ , S ₂₃ , etc. represent the coupling between successive resonators and lead to frequency shifts of the vibrating parts between the platelets.

Die am Resonator L₈, C₈ erscheinende Energie, welche die Energie zwischen den Elektroden 40 und 42 darstellt, wird piezoelektrisch ar; die Kapazität Co* angekoppelt, die ihrerseits die gesamte Zwischenelektrodenkapazität an den Elektroden 40 und 42The energy appearing at the resonator L ₈ , C ₈ , which represents the energy between the electrodes 40 and 42, is piezoelectric ar; the capacitance Co * coupled, which in turn the total interelectrode capacitance at the electrodes 40 and 42 darstellt. Die Ankopplung erfolgt dabei über einen Ausgangskapazitätstransformator, der der piezoelektrischen Kopplung zwischen den Elektroden und dem Plättchen 44 entspricht. Ein Kapazitäts-T-Glied, bestehend aus zwei Serienzweigkapazitäten C₁ und C₁ represents. The coupling takes place via an output capacitance transformer, which corresponds to the piezoelectric coupling between the electrodes and the plate 44. A capacitance T-section, consisting of two series branch capacitances C ₁ and C ₁ und einer Parallelzweig-Kapazität -C₁ bildet -ähnlich dem Eingangskapazitätstransformator — den Ausgangskapazitätstransformator. Die elektrische Energie, die hier erscheint, wird einem Lastwiderstand Ro zugeführt. Die Induktivität L₀ stimmt die Kapazitätand a parallel branch capacitance -C ₁ forms - similar to the input capacitance transformer - the output capacitance transformer. The electrical energy that appears here is supplied to a load resistor Ro. The inductance L ₀ matches the capacitance

Co» auf die Frequenz f_p ab. Co » to the frequency f _p .

Im Ersatzschaltbild der F i g. 3 stellt der Teil W,._: das Ersatzschaltbild des Kristallkörpers dar. Der Teil Pg stellt die piezoelektrische Kopplung zwischen dem Kristallkörper und den Elektroden dar, und derIn the equivalent circuit of FIG. 3 represents the part W ,. _{: represents} the equivalent circuit diagram of the crystal body. The part Pg represents the piezoelectric coupling between the crystal body and the electrodes, and the Teil Eb die gesamte elektrische Kapazität der Elektroden.Part Eb is the total electrical capacity of the electrodes.

Entsprechend den Bedingungen der F i g. 1 sind die Elektroden i6 bis 38 kurzgeschlossen. Deshalb sind die Kapazitäten Co _t bis Co₇ gleichfalls kurzgeAccording to the conditions of FIG. 1 electrodes i6 to 38 are short-circuited. Therefore the capacities Co _t to Co _{7 are} also short schlossen. Die Wirkung dieser Kurzschlüsse ist tat sächlich die, daß eine unendliche Impedanz oder ein offener Stromkreis parallel zu jedem der Resonatoren Cj, L_% bis C₇, L₁ liegt. Dies sieht man aus der Be-closed. The effect of these short circuits is actually that an infinite impedance or an open circuit is in parallel with each of the resonators Cj, L _% to C ₇ , L ₁ . This can be seen from the

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rechnung der Werte der Gesamtkapazitäten Q, die gemessen werden, festgehalten, wenn sich die Ausgangsparallel zu einer der Kapazitäten, z. B. C₂, liegen. frequenz der Quelle 60 ändert. Diese beiden fest-Hier ist der Kondensator C, im Schenkel der Kapazi- gehaltenen Frequenzen /λ und fn werden durch die tätstransformalorschaltung zu Co₂ parallel zum Wirkung des induktiven Abschnittes S₃₄ auf die Kondensator — C_x geschaltet. Der Kondensator -C_x 5 Resonatoren L₃, C₃ und L₄, C₄, erzeugt, die die durch liegt andererseits in Reihe mit dem Kondensator C₁ Calculation of the values of the total capacities Q, which are measured, recorded when the output is parallel to one of the capacities, e.g. B. C ₂ , lie. source 60 frequency changes. These two fixed - here is the capacitor C, in the leg of the capacitance held frequencies / λ and fn are switched by the power transformer circuit to Co _{2 in} parallel to the action of the inductive section S ₃₄ on the capacitor - C _x . The capacitor -C _x 5 generates resonators L ₃ , C ₃ and L ₄ , C ₄ , which through the other hand is in series with the capacitor C ₁ die Elektroden 20, 22 und 24, 26 gebildeten Resoim anderen Arm des Kapazitäts-T-Glicdes. Der Ge- natoren darstellen. Die Kopplung k ist gleich(Jb—/a)I samtwert der Kapazität Ct parallel zum Resonator L₂, /β/λ. Wenn das Unterbrechen der Elektroden, z. B. C₂ ist gleich C, (C_x-C_x)I(C_x-^C_x-C₁) = O. Die der Elektroden 12 bis 18 und 28 bis 42 in F i g. 5 Kapazität ist also gleich null, und der entsprechende »o deren Kopplungen bei einer Messung nicht eingehen Blindwiderstand Xrr ~ 1/(2 /Ct) ist unendlich. sollen, nicht zu einer ausreichenden Verstimmung Deshalb ist die Wirkung der Kurzschlüsse an jedem führt, so daß sie außerhalb des Meßbereichs liegen, der Resonatoren L₂, C₂ bis L₇, C₇ dahingehend wirk- so können zusätzlich Induktivitäten oder Kapazisam, unendlich große Blindwiderstände zu den ein- täten hinzugefügt werden, um sie weiter zu verstimmen, zclncn Resonatoren hinzuzufügen, was praktisch 15 Geeignete Abmessungen für die Anordnungen nach keine Wirkung auf deren Abstimmung hat. F i g. 1 und 2 folgen nachstehend. Diese Abmessungenthe electrodes 20, 22 and 24, 26 formed reso in the other arm of the capacitance T-Glicdes. Represent the generators. The coupling k is equal to (Jb- / a) I including the value of the capacitance Ct parallel to the resonator L ₂ , / β / λ. If the interruption of the electrodes, e.g. B. C ₂ is equal to C, (C _x -C _x ) I (C _x - ^ C _x -C ₁ ) = O. Those of electrodes 12 to 18 and 28 to 42 in FIG. 5 Capacitance is therefore equal to zero, and the corresponding »o whose couplings do not enter into a measurement reactance Xrr ~ 1 / (2 / Ct) is infinite. should not lead to a sufficient detuning Therefore the effect of the short circuits leads to each, so that they are outside the measuring range, the resonators L ₂ , C ₂ to L ₇ , C ₇ act accordingly- so additional inductances or capacities can be infinitely large Reactors can be added to the devices in order to detune them further, to add to resonators, which in practice has no effect on their tuning. F i g. 1 and 2 follow below. These dimensions

Gleichzeitig stellen die Induktivitäten L< und l.o At the same time, the inductances L <and lo sind nur Beispiele und sind nicht im begrenzendenare only examples and are not in the limiting sense

sowie die Impedanzen R, und Ro, die Parallelresonanz- Sinne aufzufassen. Gemäß diesem Beispiel ist deras well as the impedances R, and Ro, the parallel resonance sense. According to this example, the

kreise mit den Kondensatoren Cn_x und Co» bilden, Kristallkörpcr ein 2,54cm langer, 0,916 cm breiterform circles with the capacitors Cn _x and Co » , crystal bodies are 2.54 cm long and 0.916 cm wide

jeweils Impedanzen dar, die aus unendlichen Blind- ao und annähernd 0,0155 cm dicker /IT-Schnitt-Quarz-each represent impedances, which consist of infinite blind ao and approximately 0.0155 cm thick / IT cut quartz

widcrständcn und entsprechenden Wirkwiderstän- kristall. Die Abmessungen der Elcktrodcnpaare 12Resistance and corresponding resistance crystal. The dimensions of the pairs of electrical rods 12

den R, und Ro bei der Frequenz /_p aufgebaut sind. bis 42 sind 0,1865 cm längs der Längendimension desthe R, and Ro are built up at the frequency / _p . to 42 are 0.1865 cm along the length dimension of the

Daher reflektieren bei der Frequenz/_p die Kapazi- Kristallkörpers, d. h. längs der Z'-Achsc, bei 0,2327 cmTherefore, at the frequency / _p, the capacitance crystal bodies reflect, ie along the Z'-axis sc, at 0.2327 cm

täts-T-Gliedcr diese niedrigen Widerstände sowie die längs der A'-Achse. Die Abstände der ElektrodenThese low resistances as well as those along the A'-axis. The distances between the electrodes

Parallclrcsonanzkreise U, Cn_x und L₀, Co_x und as voneinander —rf, bist/,—,gemessen in LängsrichtungParallel circles U, Cn _x and L ₀ , Co _x and as from each other —rf, bist /, -, measured in the longitudinal direction L₀, Co,, die parallel zu den Resonatoren C₁, L₁ und zwische; den Rändern, haben die folgenden WerteL ₀ , Co ,, which are parallel to the resonators C ₁ , L ₁ and between; the edges, have the following values

Cg, /.„ liegen, als hohe Wirkwiderstände und als in Zentimeter: Blindwiderstände des Wertes Null, wenn die Werte d_x - 0,02794, Cg, /. "Lie, as high resistances and as in centimeters: reactances of the value zero, if the values d _x - 0.02794,

von R, und R_n niedrig sind. Dies ist deshalb, weil d_t — 0,03754,of R, and R _{n are} low. This is because d _t - 0.03754,

die reflektierte impedanz, ?. B. Z_n-, am Resonator L,. 30 d₃ - 9'9^⁸??'the reflected impedance, ?. B. Z _n -, at the resonator L ,. 30 d ₃ - 9'9 ^ ⁸ ?? '

C, bei der Frequenz f_p gleich d_K --- Ö,ö39i7,C, at the frequency f _{p is} equal to d _K --- Ö, ö39i7,

(R, \ Xr₁H- Xr₁)I(R, ι Xr_x-Xr,)- *Vr Xr_xVR, (R, \ Xr ₁ H- Xr ₁ ) I (R, ι Xr _x -Xr,) - * Vr Xr _x VR, d_h =- 0,03889, d _h = - 0.03889,

ist. wobei AV, l(/2/_pC, der Blindwiderstand C, d_t -- 0,03754,is. where AV, l (/ 2 / _p C, the reactance C, d _t - 0.03754,

bei der Frequenz /_p ist. Daher ist bei der Frequenz /_p d-, - 0,02794.at the frequency / _p . Therefore at the frequency / _{p is} d-, - 0.02794.

die reflektierte Impedanz Zn_x V₄ ²Jp¹C_x ²R, ein 35the reflected impedance Zn _x V ₄ ² Jp ¹ C _x ² R, a 35

reeller Wert. Ist R, klein gegen den Blindwiderstand Die Abmessungen dieser Abstände haben ToIe-real value. Is R, small compared to the reactance. The dimensions of these distances have toIe-

von C₁, dann ist Z₁₁₁ ein großer Wirkwiderstand. Ist ranzen von 1 O,OO025cm. Die Massen der Elektrodenfrom C ₁ , then Z _{111 is} a large effective resistance. Is satchel from 1 O, OO025cm. The masses of the electrodes

andererseits R_n klein gegen den Blindwiderstand von sind so gewählt, daß ihr Einfluß auf die Erniedrigungon the other hand, R _n small against the reactance of are chosen so that their influence on the reduction

C₁ dann ist Z₀* groß. {f-frVf der Resonanzfrequenz jeweils 2°/₀ ent-C ₁ then Z ₀ * is large. {f-frVf the resonance frequency is 2 ° / _{0 in each case} ImErgcbnisistjedcrdcrResonatorcnCj.LjbisC^.Le, 40 spricht.In the result, eachcrdcrResonatorcnCj.LjbisC ^ .Le, 40 speaks.

die die durch die Elektroden 12 bis 42 und das Platt- Die resultierenden Kopplungskocffizientcn k zwi- the coupling coefficients k between the electrodes 12 to 42 and the plate

chen 44 gebildeten Resonatoren darstellen, auf prak- sehen aufeinanderfolgenden Paaren von links nachChen 44 represent formed resonators, see on practically successive pairs from left to

tisch die gleiche Frequenz /„ abgestimmt. rechts in F i g. 1 und 2 sind 1,54 · 10Λ 1,245 · 10 ³,table the same frequency / "tuned. on the right in Fig. 1 and 2 are 1.54 · 10Λ 1.245 · 10 ³ ,

Das durch solche Abstimmung erzeugte PaDband 1,200· 10 Λ 1,192-10-», 1,200-10-», 1,245 · 10 ³ The PaD band generated by such coordination 1,200 · 10 Λ 1,192-10- », 1,200-10-», 1,245 · 10 ³

hängt von der Kopplung zwischen jedem aufeinander- 45 und 1,54 · 10³. Die Anordnung nach F i g. 1 und 2depends on the coupling between each one of each other - 45 and 1.54 · 10 ³ . The arrangement according to FIG. 1 and 2

folgenden Paar von Reionitoren ab. läßt die Mittenbandfrequenz von 10,7 Megahertzfollowing pair of reionitors. leaves the center band frequency of 10.7 megahertz

1- i g. 4 zeigt das Paßband, dss von einer Schaltung durch. Die Breite des PaBbandcs ist 25 Kilohertz, entsprechend F i g. 1 und 2 erhalten wird. Der ge- Die Resonatorinduktivität L₁ bis L₈ beträgt M mHy.1- i g. 4 shows the pass band dss from a circuit through. The width of the PaBbandcs is 25 kilohertz, according to FIG. 1 and 2 is obtained. The resonator _{inductance L 1} to L ₈ is M mHy.

wünschte Kopplungsgrad, der zum Erhalt spezieller Das Filter ist für einen Betrieb zwischen einer Quelledesired degree of coupling that is specific to obtaining the filter is for operation between a source

Paßbänder erforderlich ist, ergibt sich aus der ge- 50 mit einer Impedanz von 3000 Ohm und einer Last vonPassbands are required, results from the ge 50 with an impedance of 3000 ohms and a load of

wohnlichen Schaltungstheorie. Die tatsächliche Kopp- 3003 Ohm vorgesehen. Die Induktivitäten U und Lc homely circuit theory. The actual Kopp- 3003 ohms provided. The inductances U and Lc

lung zwischen benachbarten Resonatoren kann ge- sind je 0,154 mHy. R» — 3000 0hm. messen werden durch Bestimmen der Frequenzver- Die Frequenzbandbreite, in der das ne>e FilteiThe distance between neighboring resonators can be 0.154 mHy each. R »- 3000 ohms. are measured by determining the frequency range. The frequency bandwidth in which the ne> e filter

Schiebungen, die von einem Resonator eines Reso- im Sinne eines kontinuierlichen Paßbandes (F i g. 4Shifts caused by a resonator of a reso in the sense of a continuous pass band (Fig. 4

natorpaares auf den anderen ausgeübt werden. 55 arbeitet, ist breiter als die bisher mit solchen Kristallnatorpaares be exercised on the other. 55 works is wider than the previous one with such crystal

Die Schaltung nach F i g. 5 zeigt das Verfahren filtern erreichbare Bandbreite. Bisher wurde angeThe circuit according to FIG. 5 shows the method of filtering the achievable bandwidth. So far it has been

zur Bestimmung der Kopplung zwischen aufeinander- noinmen, daß solche glatten Bandbreiten, statt durclto determine the coupling between one another, that such smooth bandwidths, instead of durcl

folgenden Elektrodenpaaren. Hier liefert eine ire- andere Erwägunge», z. B. durch die mechanischfollowing pairs of electrodes. Here a very different consideration provides ”, e. B. by the mechanical

quenzvariable Quelle 60 ein Hochfrequenzsigna] an Kopplung zwischen Resonatoren, begrenzt ru seinvariable frequency source 60 a high frequency signal] to be limited to coupling between resonators

eines der beiden Elektrodenpaare, zwischen denen die 60 durch die Wirkung auf das Paßband der piezoelekone of the two pairs of electrodes, between which the 60 by the action on the fitting tape of the piezoelek

Kopplung zu messen ist. Ein Meßgerät 62 mißt die taschen Kopplung des Körpers auf die KapazitäCoupling is to be measured. A meter 62 measures the pocket coupling of the body to the capacitance Hingangsspannung. Der Resonator, zu welchem die jeder der Elektroden 12 bis 42 begrenzt wären. JedocInput voltage. The resonator to which each of the electrodes 12-42 would be limited. Jedoc Kopplung gemessen werden soll, z. B. der durch die läßt das Ersatzschaltbild der F i g. 3 erkennen, daCoupling is to be measured, e.g. B. by the leaves the equivalent circuit of F i g. 3 recognize there

Elektroden 24 bis 26 gebildete, ist kurzgeschlossen. die piezoelektrische Kopplung dahingehend wirksai Die übrigen Elektroden sind offen, um die durch sie 65 ist, die Zwischenelektrodenkapazität auf die mittlereElectrodes 24 to 26 formed is short-circuited. the piezoelectric coupling is effective in this regard The remaining electrodes are open, around which is 65, the inter-electrode capacitance to the middle one

gebildeten Resonatoren zu verstimmen. Die züge- Resonatoren in anderer Weise als auf die Eingangto detune formed resonators. The trains- resonators in a different way than on the entrance

führte I requenz der Quelle 60 wird bei den beiden und Ausgangsresonatoren einwirken zu lasse a. Iiled I requency of source 60 will act on both and output resonators a. Ii

niedrigsten Spannungen, die mit dem Meßgerät 62 einzelnen liegen, wenn die Quelle und die Last alowest voltages, which are with the measuring device 62 individual, if the source and the load a

die Eingangs- und Ausgangsresonatoren angeschlossen iverden, dio Kondensatoren C, in den Zweigen des Kondensator^T-Gliedes i>n Energichauptweg. Dieses hat einen verschiedenen Effekt des Kondcnsator-T-Gliedcs auf die mittleren Resonatoren C₂, L₁ bis L\, L-, zur Folge. Dort ist das die piezoelektrische Kopplung darstellende Kondensator-T-ülied praktisch zum Energieweg parallel geschaltet. Diese Wirkung trifft auch dann zu, wenn die Elektroden 16 bis 38 offen sind.The input and output resonators are connected, the capacitors C, in the branches of the capacitor ^ T element i> n main energy path. This has a different effect of the capacitor T element on the middle resonators C ₂ , L ₁ to L \, L- . There, the capacitor T-member representing the piezoelectric coupling is practically connected in parallel to the energy path. This effect also applies when the electrodes 16 to 38 are open.

Während ein Kurzschließen der mittleren Elektroden 16 bis 38 häufig wünschenswert ist, um die Einwirkungen auf die Kapazität C₀, d. h. irgendeine der Kapazitäten Co₁ bis Co₈ der Leitungen und die reflektierten Kapazitäten, zu begrenzen, ist auch häufig der unterbrochene Zustand wünschenswert. Unter diesen Umständen ändert sich das Ersatzschaltbild 3 nur dadurch, daß die Kurzschlüsse der Kondensatoren Co₂ bis Co₇ entfernt sind. Die ungckoppcltcn Resonanzfrequenzen jedes der mittleren Resonatoren C₂, l._t bis C₇, /.,. die durch die Elektroden 16 bis 38 und das Plättchen 44 gebildeten Resonatoren darstellen, sind nun je durch die Wirkung der verstimmenden, die piezoelektrische Kopplung darstellenden Kapazität Ct und der nun nicht kurzgeschlossenen Zwischcneleklrodcnkapazitätcn Co₂bis Co₇ verstimmt.While shorting the center electrodes 16 to 38 is often desirable in order to limit the effects on the capacitance C ₀ , that is, any of the capacitances Co ₁ to Co _{8 of} the lines and the reflected capacitances, the interrupted state is also often desirable. Under these circumstances, the equivalent circuit diagram 3 only changes in that the short circuits of the capacitors Co ₂ to Co _{7 are} removed. The uncoupled resonance frequencies of each of the central resonators C ₂ , l. _t to C ₇ , /.,. The resonators formed by the electrodes 16 to 38 and the plate 44 are now detuned by the effect of the detuning capacitance Ct , which represents the piezoelectric coupling, and the now not short-circuited inter-electrode capacitance Co ₂ to Co ₇ .

Die verstimmende Kapazität Cr ist in jedem Falle gleich
CCC, (C₁ C) C/C, · CC)/(C, Co) C₁.The detuning capacitance Cr is the same in each case
CCC, (C ₁ C) C / C, · CC) / (C, Co) C ₁ .

Daher ist C/ gleich C₁ ²IC₁,. Deshalb enthält die Frequenz f„_r bei offenem Stromkreis, die wie nach F i g. 5 ermittelt werden kann, ausgenommen, daß die Elektroden 24 und 26 offen und die Elektroden 12. 14, 16. 18, 28. 30, 32. 34, 36. 38, 40 und 42 kurzgeschlossen sind, die Wirkungen der Zwischcnclcktrodenkapazitätcn Co und die Wirkung der piezoelektrischen Kopplung. Dies führt zu einem Anheben der Frequenz gegenüber f_p. weil die resultierende Kapazität negativ ist. Die durch die Elektroden 12 und 14 und durch die Elektroden 40 und 42 gebildeten Resonatoren /.,, C ^und ^-B- £*» ^s'^nc' allein, ohne die Wirkung von Co. auf die Frequenz /_or abgestimmt. Wie vorhin werden die Wirkungen der piezoelektrischen Kopplung lier Kondensatoren Coι und Co₈ vermieden durch Abstimmen der Kapazitäten C₀, und C₀₈ mit den Induktivitäten Li und Lo auf die Frequenz der Resonatoren L₁, C, und L*. C,. Hier ist die Frequenz }_ac. In F i g. 6 werden die ungekoppelten Resonatoren, wenn für sich allein betrachtet, durch die Elektroden 16 bis 38 gebildet, die durch L_x, C, bis L₁. C₁, Kondensatoren C₁. C, und Co dargestellt sind, und auf die Frequenz /_or dadurch abgestimmt, daß die Massen der Elektroden 16 bis 38 größer als die Elektrodenmassen 12, 14 und 40, 42 gemacht werden. Dieses reduziert die ungekoppelte Resonanzfrequenz f_p jeweils bis die gesamte resultierende Frequenz jedes offenen Resonators gleich f_oe ist. Die relativen Massen jedes Elektrodenpaars dienen nicht nur zur richtigen Abstimmung, sondern auch für den gewünschten Kopplungsgrad. Je größer die Resonanzerniedrigung zwischen aufeinanderfolgenden Resonatoren ist. desto kk.ner ist die zwischen ihnen wirksame Kopplung. Hence, C / equals C ₁ ² IC _1,. Therefore, the frequency f _"r open circuit, as the g to F i contains. 5 can be determined except that the electrodes 24 and 26 are open and the electrodes 12, 14, 16, 18, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40 and 42 are short-circuited, the effects of the inter-electrode capacitance Co and the Effect of the piezoelectric coupling. This leads to an increase in the frequency compared to f _p . because the resulting capacitance is negative. Alone, without the effect of Co. on the frequency _or tuned resonators /. ,, C ^an d ^ -B- * £ ^»s ^'nc' formed by the electrodes 12 and 14 and the electrodes 40 and 42 /. As before, the effects of the piezoelectric coupling lier capacitors Coι and Co _{8 are} avoided by matching the capacitances C ₀ , and C ₀₈ with the inductances Li and Lo to the frequency of the resonators L ₁ , C, and L *. C ,. Here the frequency is } _ac . In Fig. 6, the uncoupled resonators, when viewed on their own, are formed by electrodes 16 to 38, which are defined by L _x , C, to L ₁ . C ₁ , capacitors C ₁ . C, and Co are shown, and _{tuned to the frequency / or} by making the masses of the electrodes 16 to 38 greater than the electrode masses 12, 14 and 40, 42. This reduces the uncoupled resonance frequency f _{p in} each case until the total resulting frequency of each open resonator is equal to f _oe . The relative masses of each pair of electrodes are not only used for correct coordination, but also for the desired degree of coupling. The greater the resonance depression between successive resonators. the kk.ner is the effective coupling between them.

Ein Beispiel geeigneter Abmessungen für die Anordnung der F i g. 6 ist wie folgt. Der Kristallkörper ist ein 3,56 cm langer .0,102 cm breiter und annähernd 0,0221 cm dicker 47-Schnitt-Quarzkristall. Die Abmessungen der Elektrodenpaare 12 bis 42 sind 0,2667 cm in Längsrichtung des Körpers, d. h. längs der Z'-Achse, mal 0,3312 cm senkrecht zur Z'-Achse. Die Abstände der Elektroden </_t bis r/₇ gemessen in Längsrichtung z.wischen den Rändern sind wie folgt: S An example of suitable dimensions for the arrangement of FIGS. 6 is as follows. The crystal body is a 3.56 cm long, 0.102 cm wide and approximately 0.0221 cm thick 47-cut quartz crystal. The dimensions of the electrode pairs 12 to 42 are 0.2667 cm in the longitudinal direction of the body, ie along the Z 'axis, by 0.3312 cm perpendicular to the Z' axis. The distances between the electrodes </ _t to r / ₇ measured in the longitudinal direction between the edges are as follows: S.

</, = 0,0424 cm,</, = 0.0424 cm,

il₂ r= 0,0536 cm, il ₂ r = 0.0536 cm,

d₃ = O,O554cm, d ₃ = O, O554cm,

</₄ = 0,0559 cm,
ίο f/₅ --- 0,0554 cm,</ ₄ = 0.0559 cm,
ίο f / ₅ --- 0.0554 cm,

r/„ 0,0536 cm,r / "0.0536 cm,

i/, - 0,0424 cm.i /, - 0.0424 cm.

Die Abstandsabmessungen haben Toleranzen von 1:0,000254 cm. Die Elektrodenmasscn sind im Hinblick auf eine relative Reson;.nzerniedrigung von 2% bemessen. Die resultierenden jeweiligen Kopplungsl.ocffizientcn A zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von links nach rechts in F i g. 6 sind 1,54 · 10 -\ The distance dimensions have tolerances of 1: 0.000254 cm. The electrode masses are dimensioned with a view to a relative resonance reduction of 2%. The resulting respective coupling efficiency A between successive pairs from left to right in FIG. 6 are 1.54 · 10 - \

»o 1,245· 10-³, 1.200-10³, 1,192-10 \ 1,200· IO \ 1,245· 10 ³ und 1,54-10 '. Die Anordnung nach F i g. 6 hat eine Mittcnbandfrcqucnz von 7,5 Megahertz und eine PaUhandbrcitc von etwa 17,5 Kilohertz. Die Resonatorinduktivität beträgt in jedem Rcsonator 48,5 mlly. Das Filter ist für einen Betrieb mit einer Quellcnimpcdanz und einer Laslimpcdunz von je 3000 Ohm vorgesehen. /.₍ und In sind je 0.220 mlly. R, 3000 Ohm."O 1.245 · 10- ^3, 1200-10 ^3, from 1.192 to 10 \ 1,200 · IO \ 1.245 x 10 ³ and 1.54 to 10 '. The arrangement according to FIG. 6 has a mid-band frequency of 7.5 megahertz and a hand width of about 17.5 kilohertz. The resonator inductance is 48.5 mlly in each resonator. The filter is intended for operation with a source impedance and a laser limit of 3000 ohms each. /. ₍ and In are each 0.220 mlly. R, 3000 ohms.

Da crfindungsgcmäß die Kopplung zwischen hcnachharten Resonatoren gesteuert wird, isi ein breiteres Paßband verfügbar, als dieses sonst mit dem speziellen Kristallkörpcr erhalten werden könnte.Since, according to the invention, the coupling between hcnachharten Resonators is controlled, a wider passband is available than this otherwise with the special crystal bodies could be obtained.

Das I iltcr nach den F ι g. 1, 2 und 6 wird dadurch hergestellt, daß man zuerst die Bandbreite auswählt und auf der Basis der gewöhnlichen Schallungsthcoric die benotigten Kopphingskocffizicnten zwischen jedem Elektrodcnpaar ausrechnet. F.leklrodengrößcn und geeignete Werte der relativen Resona izfrequenzcrnicdrigung (/ Jp)If werden aus Diagrammen, beispielsweise den Diagrammen der F i g. 7 bis 9 ausgewählt, die für Anordnungen entwickelt worden sind, bei denen zwei Eleklrodenpaare miteinande: gekoppelt sind. Ist 1 die Dicke des Plättchens und r die Breite der Elektroden, dann wird r/l allgemein gleich 12 gemacht, obgleich in der Praxis jeder Wert zwischen 6 und 20 brauchbar ist. Ein Wert von 15/ wird häufig als die Elcklrodenlänge senkrecht zur Kopplungsachse zu einer guten Unterdrückung andere Schwingungsformen benutzt. Die Dickenscherschwingungsgrundfrequenz / wird aus der Formel / — /_p/ (1 Pb) bestimmt, wobei Pb die bruchteilige Frequenzverschiebung infolge der Massenbelastung durch die Elektroden und gleich (JfpVf ist. Der richtige Abstand d zwischen den Elektroden The filter according to FIGS. 1, 2 and 6 is produced by first selecting the bandwidth and calculating the required coupling coefficient between each pair of electrodes on the basis of the usual acoustic theory. The electrode size and suitable values of the relative resonance frequency reduction (/ Jp) If are obtained from diagrams, for example the diagrams in FIG. 7 to 9, which have been developed for arrangements in which two pairs of electrodes are coupled to one another. If 1 is the thickness of the wafer and r is the width of the electrodes, then r / l is generally made equal to 12, although in practice any value between 6 and 20 is useful. A value of 15 / is often used as the electrode length perpendicular to the coupling axis for good suppression of other forms of oscillation. The thickness shear oscillation fundamental frequency / is determined from the formula / - / _p / (1 Pb) , where Pb is the fractional frequency shift due to the mass loading by the electrodes and is equal to (JfpVf . The correct distance d between the electrodes

SS benachbarter Paare kann aus Diagrammen, beispielsweise den Diagrammen nach den F i g. 7, 8 und 9. bestimmt werden, die die Abhängigkeit der Kopplung (/» SS of neighboring pairs can be obtained from diagrams, for example the diagrams according to FIGS. 7, 8 and 9. can be determined, which determines the dependency of the coupling (/ » /λ)Ι/β/λ / λ) Ι / β / λ für verschiedene Verhältnisse vor Elektrodenabstand d zu Plättchendicke und für verfor different ratios between electrode spacing d and plate thickness and for ver schiedene Plateback-Werte, ebenso verschiedene Wem von r\t bei einer Mittelfrequenz.different plateback values, as well as different who of r \ t at a center frequency.

Zum Erhalt der gewählten Werte der relative! Resonanzfrequenzerniedrigung wird Gold oder Nicke beispielsweise durch schichtweises Aufdampfen durc¹ To obtain the selected values, the relative! Resonance frequency lowering is gold or nickel By J example by layerwise deposition ¹

6$ die Masken hindurch niedergeschlagen, um die An Schlüsse zu ermöglichen und etwa die Hälfte de Betrages der insgesamt gewünschten relativen Resc nanzfrequen/.erniedri£ung zu erhalten. Anschließen6 $ knocked down the masks through to the An To enable conclusions and about half the amount of the total desired relative resc nance frequencies / reduction. Connect

309633/249309633/249

wird bei angeschlossener Meßschaltung Energie jedem Elektrodenpaar gesondert zugeführt, während die Masse der Elektroden so lange erhöht wird, bis die gesamte relative Resonanzfrequenzverschiebung erreicht ist. Diese tritt dann auf, wenn das Elektrodenpaar bei der gewünschten Gesamtmittenfrequenz in Resonanz kommt. Während dieser Niederschlagsprozedur werden die anderen Elektrodenpaare verstimmt, und zwar durch Offenlassen derselben, wenn die Schaltung nach F i g. 1 hergestellt werden soll, oder durch Kurzschließen derselben, wenn die Schaltung nach F i g. 6 hergestellt werden soll. Es kann jedoch notwendig sein, den Einfluß der anderen Paare durch induktives oder kapazitives Abschließen derselben auszuschalten. Die Kopplung und der Frequenzgang jedes Paares der gekoppelten Resonatoren werden dann, wie in F i g. 5 beschrieben, gemessen und die gewünschte Bandbreite sollte dann erhalten werden. Durch leichte Änderung der relativen Resonanzfrequenzerniedrigung jedes Elektrodenpaares können weitere Feineinstellungen durchgeführt werden.If the measuring circuit is connected, energy is supplied separately to each pair of electrodes, while the The mass of the electrodes is increased until the total relative resonance frequency shift is reached is. This occurs when the pair of electrodes is at the desired overall center frequency in Feedback is coming. During this precipitation procedure the other pairs of electrodes are detuned by leaving them open when the circuit according to FIG. 1 is to be made, or by short-circuiting the same if the circuit according to FIG. 6 is to be produced. However, it may be necessary to influence the other To switch off pairs by inductive or capacitive termination of the same. The coupling and the Frequency response of each pair of coupled resonators are then, as in FIG. 5 described, measured and the desired bandwidth should then be obtained. By slightly changing the relative Further fine adjustments can be carried out by lowering the resonance frequency of each electrode pair will.

Die F i g. 7, 8 und 9 sind Beispiele empirisch ermittelter Diagramme für ein Filter mit zwei gekoppelten Resonatoren, die unbeeinflußt von anderen Resonatoren innerhalb eines Frequenzbereichs und um eine Mittenfrequenz arbeiten. Die Diagramme sind zur Bestimmung der geeigneten Parameter brauchbar. Die Werte /« — f,\ können als Kopplungsmaß der Kopplung k = (/π—/λ)Ι/ιι/α betrachtet werden. Der Wert (fn — /λ)Ι/λ ist eine Annäherung, wenn /« dicht bei /a liegt. In den Diagrammen ist r die Eiektrodenabmessung in der Richtung, längs derer die Elektroden ausgerichtet sind.The F i g. 7, 8 and 9 are examples of empirically determined diagrams for a filter with two coupled resonators which operate unaffected by other resonators within a frequency range and around a center frequency. The diagrams can be used to determine the appropriate parameters. The values / «- f, \ can be viewed as the coupling measure of the coupling k = (/ π— / λ) Ι / ιι / α . The value (fn - / λ) Ι / λ is an approximation if / «is close to / a . In the diagrams, r is the electrode dimension in the direction along which the electrodes are oriented.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromechanical filter with the following features: it has a piezoelectric crystal body, an input electrode pair forms a resonator with a section of the body, an output electrode pair forms a resonator with a further section of the body, at least one intermediate electrode pair lies between the location of the input and output electrodes and forms a resonator with a further section of the body, neighboring resonators are acoustically coupled to one another depending on the masses of the electrodes and their distance between the electrode pairs, the respective electrode pairs have masses and dimensions, and the body has such an extension that the respective Section "*" of the body in the uncoupled state have the same predetermined mechanical resonance frequency, characterized by the combination of the following two features: the pair of intermediate electrodes is short-circuited, or in the case of several r intermediate electrode pairs (12, 14; 16, 18; ... 36, 38) at least some of these intermediate electrode pairs are short-circuited; in each case only one inductance (Li, L ₀ ) lies parallel to the input and output electrode pairs (12, 14; 40, 42) and serves to match the interelectrode capacitance of the input and electrodes to the mechanical resonance frequency.

2. Electromechanical filter laughing at claim 1, characterized in that some of the intermediate electrode pairs is open.