DE19606690B4

DE19606690B4 - Oberflächenwellenresonator mit einer Transversalmodus-Welligkeit am Resonanzpunkt

Info

Publication number: DE19606690B4
Application number: DE19606690A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Morozumi; Michio Kadota
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: TW285789B; JPH08242139A; DE19606690A1; KR0177374B1; JP3185591B2; US5708403A; KR960036294A; CN1083641C; CN1134625A

Abstract

Oberflächenwellenresonator (21) mit folgenden Merkmalen:
einem Oberflächenwellensubstrat (22); und
zumindest einem Interdigitalwandler (25), der auf dem Oberflächenwellensubstrat (22) angeordnet ist, wobei der Interdigitalwandler (25) ein Paar kammförmiger Elektroden (23, 24) aufweist, wobei jede eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (23a, 24a) aufweist, die derart angeordnet sind, daß das Paar kammförmiger Elektroden (23, 24) zueinander interdigital angeordnet ist;
wobei die Überlappungsbreite (B) der Elektrodenfinger (23a, 24a) des Interdigitalwandlers (25) bewirkt, daß die Transversalmodus-Welligkeit (A), die zwischen oder benachbart zu dem Resonanzpunkt (fr) und dem Antiresonanzpunkt (fa) auftritt, im wesentlichen an dem Antiresonanzpunkt (fa) angeordnet ist, derart, daß der Spitzenpunkt des Antiresonanzpunkts (fa) unterdrückt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächenwellenresonator (SAW-Resonator; SAW = Surface Acoustic Wave = akustische Oberflächenwelle) zum Bilden eines Bandsperrefilters, das beispielsweise in einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers oder eines Videorekorders verwendet wird, und insbesondere auf einen Oberflächenwellenresonator mit einer verbesserten Elektrodenstruktur, welche verbesserte Transmissionscharakteristika schafft.
In einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers oder eines Videorekorders wird ein Bandsperrefilter verwendet, um eine Schwebungsinterferenz mit Nachbarkanälen zu verhindern. Als Bauelement zum Schaffen dieser Art eines Bandsperrefilters wird üblicherweise ein Oberflächenwellenresonator 1 der Art verwendet, die in 1 gezeigt ist. Der Oberflächenwellenresonator 1 weist ein Oberflächenwellensubstrat 2 auf. Ein Paar kammförmiger Elektroden 3, 4 sind auf diesem Oberflächenwellensubstrat 2 positioniert, wobei die kammförmigen Elektroden 3, 4 jeweils mit Anschlußelektroden 6, 7 verbunden sind. Eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 3a der kammförmigen Elektrode 3 und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 4a der kammförmigen Elektrode 4 sind angeordnet, um zwischeneinander eingefügt zu sein, wodurch die kammförmigen Elektroden 3, 4 einen Interdigitalwandler (ITD; ITD = Inter Digital Transducer) bilden.
Bei dem Oberflächenwellenresonator 1 werden durch Anlegen einer Wechselspannung über den Anschlußelektroden 6, 7 in den Bereichen, in denen sich die Elektrodenfinger 3a und die Elektrodenfinger 4a überlappen, Oberflächenwellen erzeugt. Die Oberflächenwellen breiten sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung aus, in der sich die Elektrodenfinger erstrecken. Als Ergebnis der Resonanz dieser Oberflächenwellen wird eine Resonanzcharakteristik, die in 2 gezeigt ist, erhalten.
2 zeigt eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik des Oberflächenwellenresonators 1. Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Impedanz des Oberflächenwellenresonators 1 einen Minimalwert bei einer Resonanzfrequenz fr und einen Maximalwert bei einer Antiresonanzfrequenz fa auf. Beim Bilden des oben erwähnten Bandsperrefilters wird eine Dämpfung bei einer Sperrfrequenz erreicht, indem dafür gesorgt wird, daß die Resonanzfrequenz fr des Oberflächenwellenresonators 1 mit der Sperrfrequenz zusammenfällt.
3 ist ein Graph, der eine Filtercharakteristik einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers zeigt, bei dem der oben beschriebene Oberflächenwellenresonator 1 verwendet wird. In der Dämpfungs-Frequenz-Charakteristikkurve existieren hier Dämpfungsextrema bei einer Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap und bei einer Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz f_as (ap = adjacent picture = Nachbarbild; as = adjacent sound = Nachbarton). Um somit eine Schwebungsinterferenz mit Nachbarkanälen zu verhindern, wird die Dämpfung bei der Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap und bei der Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz f_as groß gemacht. Die Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap unterscheidet sich abhängig von der Fernsehsendenorm, wobei jedoch für das amerikanische NTSC-System f_ap = 39,75 MHz, f_as = 47,25 MHz und bei dem PAL-System f_ap = 31,90 MHz und f_as = 40,40 MHz gelten.
Das oben beschriebene Oberflächenwellenfilter 1 wird verwendet, um die Dämpfung bei der Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap und der Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz f_as ausreichend groß zu machen, d.h., um die Dämpfung bei den Dämpfungsextrema, die in 3 gezeigt sind, zu erhöhen.
Insbesondere wird der Oberflächenwellenresonator 1 verwendet, wobei der Resonanzpunkt fr desselben derart gewählt wird, daß er mit der oben erwähnten Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap oder der Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz f_as zusammenfällt. Bei dem Oberflächenwellenresonator 1 tritt jedoch zwischen dem Resonanzpunkt fr und dem Antiresonanzpunkt fa eine Welligkeit auf, deren Ursache ein Transversalmodus ist, wobei dieselbe mit einem Pfeil A in 2 markiert ist. Diese Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, beeinträchtigt die Signaltransmissionscharakteristika bei Frequenzen außerhalb des Resonanzpunkts fr, d.h. außerhalb der Sperrfrequenz. Deswegen wurde der Oberflächenwellenresonator 1 üblicherweise derart entworfen, daß die Transversalmodus-Welligkeit so klein als möglich gemacht wurde. Solche Resonatoren sind z.B. in der US-A-4,005,378 oder US-A-4,577,169 beschrieben.

Was ferner ein größeres Problem als die Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, darstellt, ist der Betrag an Dämpfung an dem Antiresonanzpunkt fa. D.h., daß die Impedanz des Oberflächenwellenresonators 1 bei dem Antiresonanzpunkt fa maximal ist. Wenn der Resonanzpunkt fr derart gewählt wird, daß er mit einer Sperrfrequenz zusammenfällt, um eine Dämpfung bei der Sperrfrequenz zu erhalten, existierte das Problem, daß die Transmissionscharakteristika beeinträchtigt sind, da die Antiresonanzfrequenz fa in einer Frequenzregion positioniert ist, in der ein ebener Frequenzgang erforderlich ist.

Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um zu verhindern, daß die Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz aufgrund der Existenz des Antiresonanzpunkts fa und der Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, verschlechtert werden, wenn der Resonanzpunkt fr derart gewählt wird, daß er mit einer Sperrfrequenz zusammenfällt. Diese Verfahren können sich folgendermaßen darstellen:

(1) Verbinden eines Widerstandes mit der Ausgangsseite des Oberflächenwellenresonators 1, wodurch die Störung in den Transmissionscharakteristika, die durch den Anti resonanzpunkt fa und die Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, gedämpft werden; oder
(2) Verkleinern des Widerstandes auf der Eingangsseite des Oberflächenwellenresonators 1, wodurch die Dämpfung der Oberflächenwellenresonator-Bandsperre über dem gesamten Frequenzbereich reduziert wird.

Bei der in 4 gezeigten Meßschaltung wird beispielsweise die Störung der Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz unterdrückt, indem ein Widerstand 8 an der Ausgangsseite des Oberflächenwellenresonators 1 angeschlossen wird, oder indem ein Widerstand 9 an der Eingangsseite des Oberflächenwellenresonators 1 angeschlossen wird.

In 4 zeigt das Bezugszeichen 10 eine Wechselstromquelle, während das Bezugszeichen 11 ein Voltmeter anzeigt. Die Widerstände 12 und 15 bezeichnen charakteristische Impedanzen der Meßschaltung, während die Widerstände 13 und 14 zum Einstellen der Spannung, die dem Oberflächenwellenresonator 1 zugeführt wird, und zum Einstellen der Ausgangsspannung dienen, wobei der ausgangsseitige Widerstand 8 oder der eingangsseitige Widerstand 9 zusätzlich zu den normalerweise verwendeten Widerständen angeschlossen sind.

Bei dem Aufbau gemäß dem Verfahren (1) , bei dem der Widerstand 8 an der Ausgangsseite angeschlossen ist, existiert jedoch das Problem, daß der Signalpegel abfällt, obwohl es möglich ist, Störungen der Transmissionscharakteristika zu unterdrücken. Ebenfalls ist es bei dem Verfahren (2), bei dem der Widerstand 9 an der Eingangsseite angeschlossen ist, nicht möglich, eine Bandsperre zu bilden, die in der Lage ist, eine ausreichenden Dämpfung zu schaffen, da der Bandsperreneffekt selbst klein wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Oberflächenwellenresonator zum Bilden eines Bandsperrefil ters zu schaffen, der verbesserte Transmissionscharakteristika ohne eine Reduzierung des Signalpegels aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Oberflächenwellenresonator gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen die erwähnten Probleme beim Stand der Technik und schaffen einen Oberflächenwellenresonator mit guten Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite einer Bandsperrefrequenz ohne den Signalpegel oder den Bandsperreneffekt zu reduzieren.

Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein Oberflächenwellenresonator zum Bilden eines Bandsperrefilters geschaffen, welches ein Oberflächenwellensubstrat und mindestens einen Interdigitalwandler (IDT) aufweist, der auf dem Oberflächenwellensubstrat positioniert ist, wobei die Überlappungsbreite von Elektrodenfingern des IDT derart eingestellt ist, daß eine Welligkeit in einer Impedanz-Frequenz-Charakteristikkurve, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist und zwischen einem Resonanzpunkt und einem Antiresonanzpunkt auftritt, in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist.

Beim Einstellen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger des IDT, derart, daß bei der oben erwähnten Impedanz-Frequenz-Charakteristikkurve eine Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist und zwischen einem Resonanzpunkt und einem Antiresonanzpunkt auftritt, in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist, wird ferner die Überlappungsbreite vorzugsweise derart hergestellt, daß sie in dem Bereich von etwa 2,8 λ bis 3,1 λ liegt, wobei λ die Wellenlänge von erregten Oberflächenwellen ist.

In Fällen, in denen eine Gewichtung der Überlappungsbreite ausgeführt wird, sollte die maximale Überlappungsbreite vorzugsweise in dem Bereich von etwa 2,8 λ bis 3,1 λ liegen.

Da die Transversalmodus-Welligkeit zwischen dem Resonanzpunkt fr und dem Antiresonanzpunkt fa eines Oberflächenwellenresonators üblicherweise die Transmissionscharakteristika stört, wurden üblicherweise die oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren verwendet, um die Transversalmodus-Welligkeit zu reduzieren. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei den bevorzugen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Störung der Transmissionscharakteristika an dem Antiresonanzpunkt durch Bewegen der Position der Frequenz unterdrückt, bei der die Transversalmodus-Welligkeit auftritt, damit dieselbe in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist.

Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird die Position, bei der die Transversalmodus-Welligkeit auftritt, durch Einstellen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger gesteuert. D.h., daß die Erfinder entdeckt haben, daß sich die Transversalmodus-Welligkeit mit der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger des IDT verändert. Basierend auf diesem neu entdeckten Wissen wird bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger derart bestimmt, daß die Position, in der die Transversalmodus-Welligkeit auftritt, in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Überlappungsbreite angeordnet, um in dem Bereich zwischen etwa 2,8 λ und 3,1 λ zu liegen, wobei λ die Wellenlänge von auf einem Oberflächenwellensubstrat erregten Oberflächenwellen ist. Der bevorzugte Bereich der Überlappungsbreite, der oben erörtert wurde, wurde nach dem Einstellen der Überlappungsbreite in dem oben erwähnten bevorzugten Bereich und nach dem Bestimmen, daß die Transversalmodus-Welligkeit derart hergestellt werden kann, daß sie in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist, bestimmt.

Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird durch Einstellen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger des IDT die Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, derart hergestellt, daß sie in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist. Folglich ist es möglich, wirksam eine Verschlechterung der Transmissionscharakteristika des Oberflächenwellenresonators in der Nähe des Antiresonanzpunkts zu verhindern. Als Ergebnis ist es möglich, die Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Bandsperrefrequenz zu verbessern. Ferner tritt keine Verschlechterung des Signalpegels oder des Sperreneffekts auf, da es nicht notwendig ist, einen Dämpfungswiderstand an der Eingangsseite oder an der Ausgangsseite des Oberflächenwellenresonators anzuschließen.

Daher schaffen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Oberflächenwellenresonator, der für eine Verwendung in einer Bandsperreschaltung in einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers oder eines Videorekorders bestens geeignet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht, die eine herkömmlichen Oberflächenwellenresonator darstellt;
2 einen Graph, der eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik eines herkömmlichen Oberflächenwellenresonators zeigt;
3 einen Graph, der eine Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers zeigt;
4 ein Diagramm, das eine Schaltung zum Messen von Charakteristika eines herkömmlichen Oberflächenwellenresonators zeigt, wobei Widerstände an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite desselben angeschlossen sind;
5 eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel eines Oberflächenwellenresonators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
6 eine schematische Draufsicht, die Details eines IDT, der in 5 gezeigt ist, darstellt;
7 einen Graph, der eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik und eine Phasen-Frequenz-Charakteristik eines ersten Oberflächenwellenresonators zeigt;
8 einen Graph, der eine Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik des ersten Oberflächenwellenresonators zeigt;
9 einen Graph, der eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik und eine Phasen-Frequenz-Charakteristik eines zweiten Oberflächenwellenresonators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
10 einen Graph, der eine Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik des zweiten Oberflächenwellenresonators zeigt;
11 einen Graph, der eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik und eine Phasen-Frequenz-Charakteristik eines dritten Oberflächenwellenresonators zeigt;
12 einen Graph, der eine Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik des dritten Oberflächenwellenresonators zeigt;
13 einen Graph, der eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik und eine Phasen-Frequenz-Charakteristik eines vierten Oberflächenwellenresonators zeigt;
14 einen Graph, der eine Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik des vierten Oberflächenwellenresonators zeigt;
15 einen Graph, der eine Beziehung zwischen einer Überlappungsbreite der Elektrodenfinger und der Frequenz einer Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, und einer Antiresonanzfrequenz zeigt; und
16 einen Graph, der eine Beziehung zwischen einer Überlappungsbreite von Elektrodenfingern und einer In-Band-Abweichung zeigt.
5 ist eine schematische Draufsicht, die einen Oberflächenwellenresonator gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Oberflächenwellenresonator 21 weist ein Oberflächenwellensubstrat 22 auf. Das Oberflächenwellensubstrat 22 kann unter Verwendung eines piezoelektrischen, monokristallinen Substrats aus LiNbO₃, LiTaO₃ oder Quarzkristall oder dergleichen oder aus einer piezoelektrischen Keramikplatte hergestellt werden, die eine piezoelektrische Keramik, wie z.B. Titanat-Zirkonat, aufweist. Alternativ kann das Oberflächenwellensubstrat 22 durch Bilden eines piezoelektrischen Dünnfilms aus ZnO oder dergleichen auf einem isolierenden Substrat aus beispielsweise Aluminiumoxid hergestellt werden.
Kammförmige Elektroden 23, 24 sind auf der oberen Oberfläche des Oberflächenwellensubstrats 22 positioniert und mit Anschlußelektroden 26 bzw. 27 elektrisch verbunden. Diese kammförmigen Elektroden 23, 24 bilden einen IDT 25. Die kammförmigen Elektroden 23, 24 weisen eine Mehrzahl von Elektrodenfingern 23a bzw. 24a auf. Die Mehrzahl von Elektrodenfingern 23a und die Mehrzahl von Elektrodenfingern 24a sind angeordnet, damit sie zwischeneinander eingefügt sind.
Die kammförmigen Elektroden 23, 24 und die Anschlußelektroden 26, 27 können aus irgendeinem geeigneten Metallmaterial, wie z.B. Aluminium oder Gold, hergestellt werden. Ferner können die kammförmigen Elektroden 23, 24 und die Anschlußelektroden 26, 27 auf der oberen Oberfläche des Oberflächenwellensubstrats 22 positioniert sein. Wenn ein Oberflächenwellensubstrat, das durch Bilden eines piezoelektrischen Dünnfilms auf einem isolierenden Substrat hergestellt ist, verwendet wird, können die kammförmigen Elektroden 23, 24 und die Anschlußelektroden 26, 27 zwischen dem isolierenden Substrat und dem piezoelektrischen Dünnfilm positioniert sein.
Der IDT 25, der die kammförmigen Elektroden 23, 24 aufweist, die schematisch in 5 gezeigt sind, ist in 6 vergrößert gezeigt. Die Mehrzahl von Elektrodenfingern 23a der kammförmigen Elektrode 23 und die Mehrzahl der Elektrodenfinger 24a der kammförmigen Elektrode 24 weisen vorzugsweise die gleiche Länge auf. Die Überlappungsbreite B der Elektrodenfinger 23a und der benachbarten Elektrodenfinger 24a ist vorzugsweise bei dem gesamten IDT 25 konstant. D.h., daß der IDT 25 vorzugsweise ein gleichmäßiger IDT ist, bei dem die Mehrzahlen von Elektrodenfingern 23a und 24a derart angeordnet sind, daß sie eine konstante Überlappungsbreite aufweisen.
Ein kennzeichnendes Merkmal der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellt die oben erwähnte Überlappungsbreite dar, d.h. die Breite B, um die benachbarte Elektrodenfinger 23a, 24a in der Oberflächenwellen-Ausbreitungsrichtung X überlappen, wobei dieselbe derart eingestellt wird, daß die Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus zwischen dem Resonanzpunkt und dem Antiresonanzpunkt vorhanden ist, in der Impedanz-Frequenz-Charakteristik in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist. Dies wird nachfolgend erklärt, wobei als Beispiel der Fall des Bildens einer Nachbarkanal-Bildsignalfrequenzbandsperre einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers gemäß dem NTSC-System basierend auf spezifischen experimentellen Ergebnissen verwendet, wird.
Bei einer Bildzwischenfrequenzstufe eines Fernsehempfängers gemäß dem NTSC-System lauten die Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz f_ap 39,75 MHz, die Eigenkanal-Tonfrequenz 41,25 MHz, die Eigenkanal-Farbsignalfrequenz 42,17 MHz, die Eigenkanal-Bildsignalfrequenz 45,75 MHz und die Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz f_as 47,25 MHz. Daher werden flache Transmissionscharakteristika in dem Bereich von 41,25 MHz bis 45,75 MHz benötigt, wobei eine In-Band-Dämpfungsabweichung in diesem Frequenzbereich von 1,5 dB oder weniger notwendig ist.
Die vorliegenden Erfinder stellten vier Oberflächenwellenresonatoren mit unterschiedlichen Elektrodenfinger-Überlappungsbreiten B als den Oberflächenwellenresonator 21 bereit, der den IDT 25 aufweist, der in 6 dargestellt ist, wobei die Impedanz-Frequenz-Charakteristik und die Dämpfungs-Frequenz-Charakteristik jedes Oberflächenwellenresonators gemessen wurde.
Die Spezifikationen der vier bereitgestellten Oberflächenwellenresonatoren werden nachfolgend beschrieben. Es wurde ein Oberflächensubstrat 22 aus einer piezoelektrischen Keramik und mit den Abmessungen 1,07 × 0,80 × 0,50 mm verwendet, wobei ein IDT 25 aus Aluminium gebildet wurde. Der gebildete IDT 25 wies 18 Elektrodenfingerpaare auf.
Die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger wurde bei dem ersten Oberflächenwellenresonator zu 2,4 λ, bei dem zweiten Oberflächenwellenresonator zu 2,9 λ, bei dem dritten Oberflächenwellenresonator zu 3,4 λ und bei dem vierten Oberflächenwellenresonator zu 3,8 λ hergestellt.
Die Impedanz-Frequenz-Charakteristik und die Phasen-Frequenz-Charakteristik des ersten Oberflächenwellenresonators sind in 7 gezeigt, während die Dämpfungs-Frequenz-Cha rakteristik des ersten Oberflächenwellenresonators in 8 gezeigt ist. Auf ähnliche Weise sind die Impedanz-Frequenz-Charakteristika und die Phasen-Frequenz-Charakteristika des zweiten bis vierten Oberflächenwellenresonators jeweils in 9, 11 und 13 gezeigt, während die Dämpfungs-Frequenz-Charakteristika des zweiten bis vierten Oberflächenwellenresonators jeweils in den 10, 12 und 14 gezeigt sind.
In 8, 10, 12 und 14 sind die durchgezogenen Linien Q vergrößerte Ansichten der Dämpfungs-Frequenz-Charakteristika, die durch die durchgezogenen Linien P gezeigt sind, wobei die Dämpfungs-Charakteristika Q in einem bezüglich der Dämpfungs-Frequenz-Charakteristika P fünffach vergrößerten Maßstab gezeigt sind.
Die Sperrfrequenz des ersten bis vierten Oberflächenwellenresonators ist, wie oben diskutiert wurde, auf 39,75 MHz eingestellt. In diesem Fall beträgt die Wellenlänge λ der erregten Oberflächenwelle 59,38 μm.
Wie es aus 7 offensichtlich ist, wird bei dem ersten Oberflächenwellenresonator das Extremum des Impedanzwerts bei dem Antiresonanzpunkt fa nicht besonders stark unterdrückt. Folglich ist, wie es aus 8 offensichtlich ist, die Dämpfung in der Nähe des Antiresonanzpunkts fa kleiner als die Dämpfung auf der Hochfrequenzseite des Antiresonanzpunkts fa. D.h., daß die Abweichung in den Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz beträchtlich groß ist.
Diesbezüglich ist, wie es aus 9 offensichtlich ist, bei dem zweiten Oberflächenwellenresonator der Maximalpunkt der Impedanz bei der Antiresonanzpunkt fa unterdrückt. Folglich ist, wie es aus 10 offensichtlich ist, die Dämpfung auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz im wesentlichen flach.
Wie es ferner aus den 11 bis 14 offensichtlich ist, tritt die Transversalmodus-Welligkeit bei dem dritten und dem vierten Oberflächenwellenresonator, die durch den Pfeil A gezeigt ist, neben dem Antiresonanzpunkt, jedoch von dem Antiresonanzpunkt getrennt, auf. Folglich ist die Dämpfung in der Nähe der Eigenkanal-Tonsignalfrequenz (41,25 MHz, durch den Pfeil B gezeigt) größer als bei höheren Frequenzen, wobei ferner eine Störung der Transmissionscharakteristika in der Nähe des Antiresonanzpunkts auftritt, wie es durch die Pfeile Y und Z in 12 und 14 gezeigt ist.
Wie es aus den 7 bis 14 offensichtlich ist, ist es daher durch Einstellen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger möglich, die Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz abzuflachen, wobei es ferner möglich ist, die Position zu bewegen, bei der die Transversalmodus-Welligkeit auftritt.
Demgemäß führten die Erfinder Experimente durch, in denen sie die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger der Oberflächenwellenresonatoren feiner veränderten, um herauszufinden, bei welcher Überlappungsbreite der Elektrodenfinger es möglich ist, daß die Transversalmodus-Welligkeit in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist, wodurch eine Abflachung der Transmissionscharakteristik auf der Hochfrequenzseite der Sperrefrequenz realisiert ist. Die Ergebnisse sind in 15 und 16 gezeigt.
15 ist ein Graph, der mit dem Symbol "+" eine derart erhaltene Beziehung zwischen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger und dem Verhältnis der Frequenz der Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, und der Antiresonanzfrequenz zeigt. In 15 zeigt die Graduierung 1,0 einen Fall, bei dem die Transversalmodus-Welligkeit genau mit dem Antiresonanzpunkt zusammenfällt. Wie es in 15 gezeigt ist, ergibt eine Überlappungsbreite von etwa 2,9 λ das Verhältnis von Eins.
16 zeigt die Beziehung zwischen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger und der In-Band-Abweichung, d.h. den Unterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Dämpfung innerhalb des Bandes, das für die Eigenkanal-Bildsignalfrequenz, die Eigenkanal-Farbsignalfrequenz und die Eigenkanal-Tonsignalfrequenz verwendet wird.
Wie oben beschrieben wurde, ist es erforderlich, daß diese In-Band-Abweichung kleiner als 2,0 dB ist. Wie es aus 16 offensichtlich ist, ist es notwendig, daß die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger etwa gleich 2,8 λ, bis 3,1 λ hergestellt werden muß, um eine In-Band-Abweichung von weniger als 2,0 dB zu erhalten. Wie es ferner in 15 gezeigt ist, entspricht der Bereich von etwa 2,8 λ bis 3,1 λ der Überlappungsbreite dem Bereich von etwa 0,99 bis 1,1 des Verhältnisses der Welligkeitsfrequenz und der Antiresonanzfrequenz. Daher ist es bei dem oben erwähnten Oberflächenwellenresonator durch Herstellen der Überlappungsbreite der Elektrodenfinger innerhalb des oben spezifizierten Bereichs, d.h. durch Einstellen der Überlappungsbreite, derart, daß die Transversalmodus-Welligkeit bei einer Impedanz-Frequenz-Charakteristik in dem Antiresonanzpunkt positioniert ist, möglich, die In-Band-Abweichung kleiner als 2,0 dB zu machen. Als Ergebnis ist es möglich die Transmissionscharakteristika in dem Band auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz zu verbessern, das für den Eigenkanal verwendet wird.
Wie es oben erklärt wurde, zeigt 9 eine Impedanz-Frequenz-Charakteristik und eine Phasen-Frequenz-Charakteristik in dem Fall, bei dem die Überlappungsbreite der Elektrodenfinger auf 2,9 λ eingestellt ist. In diesem Fall ist die Frequenz der Welligkeit, die aufgrund eines Transversalmodus vorhanden ist, im wesentlichen mit der Antiresonanzfrequenz identisch. Daher wird eine Spitze, welche die Antiresonanzfrequenz darstellt, abgerundet und reduziert. Dies bedeutet, daß es möglich ist, nur die Impedanz bei der Antiresonanzfrequenz zu verringern, während eine Impedanz bei der Reso nanzfrequenz unverändert bleibt. Somit wird die Impedanz-Frequenz-Charakteristikkurve auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz abgeflacht, ohne den Signalpegel oder den Sperreneffekt zu reduzieren. D.h., daß die Transmissionscharakteristika auf der Hochfrequenzseite der Sperrfrequenz verbessert werden, ohne daß die Sperrcharakteristika bei der Sperrfrequenz verschlechtert werden.
Ferner besteht bei dem Oberflächenwellenresonator dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels keine spezielle Notwendigkeit, einen Dämpfungswiderstand an der Eingangsseite oder an der Ausgangsseite des Oberflächenwellenresonators anzuschließen. Als Ergebnis treten keine Erniedrigung des Signalpegels und keine Veränderung des Sperreneffekts auf.

Claims

Oberflächenwellenresonator (21) mit folgenden Merkmalen: einem Oberflächenwellensubstrat (22); und zumindest einem Interdigitalwandler (25), der auf dem Oberflächenwellensubstrat (22) angeordnet ist, wobei der Interdigitalwandler (25) ein Paar kammförmiger Elektroden (23, 24) aufweist, wobei jede eine Mehrzahl von Elektrodenfingern (23a, 24a) aufweist, die derart angeordnet sind, daß das Paar kammförmiger Elektroden (23, 24) zueinander interdigital angeordnet ist; wobei die Überlappungsbreite (B) der Elektrodenfinger (23a, 24a) des Interdigitalwandlers (25) bewirkt, daß die Transversalmodus-Welligkeit (A), die zwischen oder benachbart zu dem Resonanzpunkt (fr) und dem Antiresonanzpunkt (fa) auftritt, im wesentlichen an dem Antiresonanzpunkt (fa) angeordnet ist, derart, daß der Spitzenpunkt des Antiresonanzpunkts (fa) unterdrückt ist.
Oberflächenwellenresonator (21) gemäß Anspruch 1, bei dem die Überlappungsbreite (B) in einem Bereich von etwa 2,8 λ bis 3,1 λ ist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, die auf dem Oberflächenwellensubstrat (22) erregt wird.
Oberflächenwellenresonator (21) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Impedanz des Oberflächenwellenresonators (21) ihren minimalen Wert in dem Resonanzpunkt (fr) und ihren maximalen Wert in dem Antiresonanzpunkt (fa) aufweist.
Oberflächenwellenresonator (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Resonanzpunkt (fr) zu einer Nachbarkanal-Bildsignalfrequenz oder zu einer Nachbarkanal-Tonsignalfrequenz eines Fernsehempfängers im wesentlichen gleich ist.
Oberflächenwellenresonator (21) gemäß Anspruch 1, bei dem die Überlappungsbreite (B) jedes Elektrodenfingers im wesentlichen den gleichen Wert hat, der in dem Bereich von etwa 2,8 λ bis 3,1 λ ist, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist, die auf dem Oberflächenwellensubstrat (22) erregt wird.