DE2142332A1 - Mechanisches filter und verfahren zur herstellung des filters - Google Patents
Mechanisches filter und verfahren zur herstellung des filtersInfo
- Publication number
- DE2142332A1 DE2142332A1 DE2142332A DE2142332A DE2142332A1 DE 2142332 A1 DE2142332 A1 DE 2142332A1 DE 2142332 A DE2142332 A DE 2142332A DE 2142332 A DE2142332 A DE 2142332A DE 2142332 A1 DE2142332 A1 DE 2142332A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- resonators
- filter according
- sheet metal
- coupling
- electromechanical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/48—Coupling means therefor
- H03H9/50—Mechanical coupling means
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
Lic en tia Patentverwaltung s-GmbH . 6000 Frankfurt (Main) 70, Theodoje-otern-Eai 1
Ulm (Donau), 13. August 1971
PT-UL/Scha/kö UL 71/146
"Mechanisches Filter ya&
Verfahren zur HeretelltmK des Filters'1
Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Filter,
bestehend aus Resonatoren vom Biegeschwingungstyp und
longitudinal schwingenden Koppelelementen sowie piezoelektrisch
wirkenden Wandlerresonatoren am Eingang und am Ausgang.
Mechanische Filter bei einer Frequenz von 50 kHz und einer
Bandbreite von 5 kHz sind in letzter Zeit durch den Umstand besonders wichtig geworden, daß ein Trägerfrequenzsystem
auf der Basis von Kanalfiltern bei dieser Frequenz zur Einführung vorgesehen ist. Damit hat sieh bei den
Mechanischen Filtern eine wirtschaftlich eminent wichtige Situation ergeben. Während bisher vorwiegend technische
Qualitäten interessant waren und den Gang der Arbeiten auf
diesem Gebiete beherrschten^ ist nunmehr in extremer vieise
die (Technik dieser- Filter im Zusammenhang mit ihrer Fro-
- 2 ORIGINAL INSPECTED
214233
- 2 - Uli 71/146
duktionstechnik und deren weitgehender Automatisierbarkeit
zu sehen.
Die Erfindung hat daher zum Ziele, bei Erreichung von gewissen Mindestanforderungen an die Filter deren Konzept
so zu fassen» daß eine extreme Rationalisierung der Fertigung erreicht wird» Schwierige Fertigungsgänge sind zu
-eliminieren, notfalls unter Außerachtlassung höherer ^ Qualität» wenn diese die Mindestanforderungen an die
Filtertoleranzen zu weit übertreffen würde.
Es hat sich gezeigt, daf es eine Reihe von bisher nicht
bekannten Praktiken und Konstruktionen gibt, die eine Vereinfachung
der Fertigung und sogar noch eine Verbesserung der Qualität in einiger Einsicht erlauben. Dadurch ist es
' möglich, an anderen Stellen im Filtergesamtkonzept mit den Qualitätsanforderungen nachzulassen. Die Erfindung besteht
daher in einer Kombination von Merkmalen, die den P Filtergesamtentwurf in der gewünschten Weise optimiert.
Es wird von einem elektromechanischen Filter ausgegangen, bestehend aus Resonatoren vom Biegeschwingungstyp und
longitudinal schwingenden Koppelelementen sowie piezoelektrisch wirkenden ¥andlerresonatoren am Eingang und
Ausgang.
309SQ9/O971
2H2332
- 3 -' · ■ UL 71/146
Die Erfindung besteht in der-Kombination der folgenden
Merkmale:
a) Die Hesonatoren und Wandlerresonatoren sind
parallel zueinander angeordnet und durch Koppeleleiaente in Form dünner Koppeldrähte
miteinander verbunden.
b) Wenigstens zwei Koppeldrähte sind an den Endflächen,
vorzugsweise den Stirnflächen der Resonatoren und Wandlerresonatoren in der «/eise
befestigt, daß die im.Zuge des Filters aufeinanderfolgenden Endflächen durch mindestens
einen durchgehenden Draht miteinander verbunden sind. -
c) Die Resonatoren und Wandlerresonatoren sind zur Halterung auf dünnen Blechstreifen befestigt,
wobei die Abmessungen von Dicke und Länge dieser Blechstreifen etwa der Gleichung
12 .' % Ϊ1
entsprechen (d = Dicke, 1 = Länge des Blechstreifens,
'uQ = rittenkreisfrequenz des Filters,
3 0,9 IJ 0 9 /09 7 1
- 4 - HL 71/146
9 * Dickte und E = Elastizitätsmodul des Merkstoffes
des Blechstreifens
α β 0,62 für λ/4 artiges Verhalten α * 0,11$ für 3λ/4 artiges Verhalten α » 0,046 für 5λ/4 artiges Verhalten).
α β 0,62 für λ/4 artiges Verhalten α * 0,11$ für 3λ/4 artiges Verhalten α » 0,046 für 5λ/4 artiges Verhalten).
Figur 1 zeigt das Gesamtkonzept des Filters, und es soll anhand dieser Figur der wirtschaftlich-technische Vorteil
der Erfindung erläutert werden. Jedes elektromechanische
Filter besteht aus elektromechanischen Wandlern und einer mechanischen FiIterstruktur, die rein mechanische Wellen
überträgt (übertragungsbereich) oder reflektiert (Sperrbereich).
Um. das zu erreichen, sind zwischen dem Eingangsresonator 1 und dem Ausgangsresonator 1' noch eine
Reihe anderer Resonatoren 2, die im allgemeinen ^us einer
speziellen Metallegierung bestehen, angeordnet. Alle Resonatoren sind entweder der Reihe nach mit Koppelelementen
3» z.B. dünnen Drähten, verbunden, oder es werden zusätzlich noch nichtbenachbarte Resonatoren (1, 1', 2)
in durchaus vielfältiger Weise miteinander verkoppelt.Im
ersten Fall zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild die Eigenschaften eines Polynomfilters. Bei beliebigen Kopplungen
kann mpa. Dämpfungspole bei reellen und komplexen
Frequenzen erzeugen. Hierbei spielt noch eine Rolle, wie lang die Koppeldrähte, bezogen auf die ",/ellenlange der
übertragenen Schwingung, ist.
- 5 309809/0 97 1
2H2332
- 5 - Ό! 71/14-6 '
Eine ganz entscheidende Rolle spielt die mechanische Halterung 4 der Resonatoren. Folgende Gesichtspunkte sind
dabei mit durchaus gleichem Gewicht von Bedeutung?
a) Die Halterung muß möglichst vollständig vom Gehäuse entkoppeln
b) Die Halterung muß stabil sein
c) Die Halterung muß billig sein
d) Resonatoren dürfen nicht oder nur reprodu- ' j
zierbar verstimmt werden.
e) Die Resonatoren dürfen durch die Halteelemente keine zusätzlichen Resonanzstellen (Nebenwellen)
erhalten, vorhandene unerwünschte Resonanzen sollen im Gegenteil geschwächt oder in nichtstörende Frequenzgebiete verlagert
werden.
Dem Gehäuse 6 kommt ebenfalls Bedeutung zu„ auch wegen
der Nebenwellen, besonders danns wenn im Filter Biege- *
resonatoren verwendet werden, deren Schall-abstrahlung ge«»
rade im Bereich von 50 kHz nicht vernachlässigbar ist. Im
allgemeinen kann man sich hier aber auf bewährte Konstruktionen verlassen.
309809/097
- 6 - UL 7V14-6
Damit kommt man zu den Problemen, die im Zusammenhang mit einem Filter bei einer Frequenz von etwa 50 kHz besonders
berücksichtigt werden müssen. Da die Abmessungen von den bekannten Longitudinal- und Torsionsresonatoren zu groß
werden (Längen 50 mm oder 28 mm) kommen nur Biegeschwinger
in Betracht. Hier liegt ein Vorschlag vor, diese Resonatoren mit einem einzigen Draht (Fig. 2), der longitudinal
schwingt, zu verkoppeln (DBP 1 100 834- oder CS 1 922 551
oder auch OS 1 54-1 975). An dieser Stelle setzt nun eine
zweifache Kritik an, die zu einem ersten Teilaspekt der hier dargelegten Erfindung führt. Da die λ/4—Länge der
Longitudinalschwingung im Koppeldraht bei einer Frequenz von 50 kHz bei 25 mm liegt, muß man, um Baulänge zu
sparen mit einer Koppellänge «25 mm arbeiten, praktisch
etwa mit einer Länge von. 5
Wenn man nun bei einem solchen Filter berechnet, wie groß der Einfluß des Temperaturkoeffizienten der löngitudinalen
Schallgeschwindigkeit auf die Lage der Filterflanken ist, so stellt man fest, daß man als Koppeldraht für diesen
Zweck nur eine spezielle Nickel-Eisenlegierung (z.B. Ni-Span-C,
Thermelast o.a.) nach Ausführung einer speziellen iv'ärmebehandlung verwenden kann. Hätte man die λ/4—Kopplung
verwendet, wäre man ohne diese Speziallegierungen ausgekommen. Für die Praxis der Anwendung bedeutet das nun über
- 7 309809/0971
- 7 - ' UL 71/146
die Wärmebehandlung hinaus, die man gut beherrschen kann,
daß man von dieser Legierung Drähte mit sehr geringen Durchmessertoleranzen herstellen muß (etwa £ 1 ja in der
Charge). Das gelingt aber verglichen mit Drähten aus einer ITickel-Sisen-LIolybdän-Legierung, die man in der Röhrentechnik
als Α-Draht bezeichnet und die bei λ/4—Kopplung sich hervorragend bewährt hat, nicht mit einer für die
!fertigung ausreichenden Gleichmäßigkeit. Ein Merkmal der Erfindung ist es deshalb, 2 Koppeldrähte zu verwenden,
wobei diese beiden Drähte aus den vorhandenen verschiedenen Ziehchargen so zusammengestellt sind, daß die Summe
der Querschnitte beider Drähte dem für die Größe der genau einzuhaltenden Gesamtkopplung verantwortlichen G-esamt-Koppeldrahtquerschnitt
entsprechen.
Zu diesem einen Merkmal tritt ein weiteres hinaus Bei
der Verwendung nur eines Drahtes zur Kopplung erscheint es zunächst durchaus vorteilhaft, diesen in der Mitte der
Biegeresonatoren (IFig. 2) anzubringen. Betrachtet man
aber die Wirksamkeit einer solchen Kopplung, so stellt man fest, daß man zur Erzielung einer bestimmten Bandbreite
1 in der Mitte der Resonatoren einen um den Faktor «-?« - 2,7
größerem Koppeldrahtquerschnitt benötigt (Fig. 3)? wie man
auch aus einer Veröffentlichung in der Zeitschrift AEt 16 (1962), S. 355 - 258 entnehmen kann. Erfahrungsge-
- 8 309809/0971
2U2332
- 8 - UL 7V146
maß liegt nun bei einem Kanalfilter bei einer Frequenz von 50 kHz bei Verwendung eines einzigen Drahtes in der
Mitte (Ip = 1.) der Resonatoren der Durchmesser des Koppeldrahtes
bei etwa 0,45 mm. Verwendet man nun stattdessen 2 Drähte an den beiden Enden des Resonators, so ergibt
sich für diese Drähte jeweils ein Durchmesser von 0,4-5 " -- i ~- mm = 0,19 mm. Diese Verringerung des
Durchmessers ist nun in anderer Hinsicht sehr entscheidend.
In Fig. 4.ist aufgezeichnet, wie stark sich die Frequenzen
der oberen und unteren Bandkante (f , f ) und die Bandmittenfrequenz fjß verschieben, wenn die Länge der Koppelleitung
Iß- von λ/4 abweicht. Die Frequenzen sind auf die
Vorabgleichfrequenz fR der Resonatoren normiert, die die
Resonatoren vor dem Anschweißen der Koppeldrähte besitzen« IC ist die Kopplung der Resonatoren. Man kann nun unmittelbar
aus der starken Steigung der Kurven für f und fy,
bei Ig- « λ/4 sehen, daß die Einhaltung einer genauen
Koppellänge sehr kritisch ist. Für ein 50 kHz Kanalfilter bei 1K = 5 ΐαΐα ( -^ -«« ) errechnet man aus den zulässigen '
Toleranzen für das Filter eine Genauigkeit für die Länge
Ig in der Fertigung -von Δ Ig- ~ +_ 4 μ,
Entsprechend genau muß die Lage des öchweißpuiiktes beim
Anschneissen de? Koppeldrahtes an den Biegeresonator sein.
0 9 8 0 9/0971
2H2332
- 9 - " ' UL 71/146·
Man sieht hier sofort den Vorteil der Verwendung von zwei
Koppeldrähten des Durchmessers von 190 μ an Stelle von einem Draht mit einem Durchmesser von 450 p.. Grundsätzlich
kann ein Draht von 190 ti nämlich viel genauer geschweißt
werden als ein solcher von 450 p. Zu.diesem Vorteil
gesellt sich nun noch ein weiterer, wenn man die vor·-
geschlagenen 2 Koppeldrähte auf die beiden Stirnflächen der Resonatoren aufschweißt. Bezüglich der Stärke der
Verkopplung, die ein Koppeldraht zwischen 2 Sesonatoren
bewirkt, ist zwar die Länge des Koppeldrahtes und seine Stärke von ausschlaggebender Wirkung, nicht aber die genaue
Lage auf der Stirnfläche. Bei der Verwendung nur eines Drahtes, der in der Mitte des Resonators angreift,
geht nach Fig. 3 auch die genaue Lage dieser Stelle ein (bei loa* 1^). Der tfert K = KLa__ wird also bei der erfin-
C. I IEdJi.
dungßgemaßen Anordnung über die gesamte Stirnfläche mit
Sicherheit erreicht. Das hat dann für die Fertigung von Filtern wieder eine entscheidende Bedeutung. Ein Filter
nach Fig. 1 wird man so herstellen, daß man zunächst alle Teile nach Fig. 1 mit Ausnahme der Koppeldrähte 3, miteinander
verbindet, beispielsweise durch elektrisches Punktschweißen, Löten oder Kleben. Anschließend folgt der genaue
Frequenzabgleich an den Sinzelresonatoren 2 und den Wandlerresonatoren
1 und 11. Die Schweißlehre, in der die Resonatoren
2 und l'andlerresonatoren 1 und 1' mit der Halte-
- 10 309809/0971
2H2332
rung 4- verschweißt wird, braucht jedoch keinen extremen
Genauigkeitsanforderungen au genügen. Eine Abstandstoleranz von etwa +0,1 mm der Justierung der Teile zueinander
ist bei der erfindungsgemäßen Art von Filtern ausreichend. Der ganz entscheidende Prozeß des Anschweissens
der Koppeldrähte mit vorgeschriebener Länge Ig. +_ 4 u
kann dann hochpräzise z.B. über Endmaße gesteuert durch-'geführt werden. Dabei hat man aber nicht gleichzeitig
mehr auf die genaue Lage des Schweißpunktes auf dem Resonator zu achten.
Nachdem so die Bedeutung der .anordnung der Resonatoren
und Koppeldrähte in Fig. 1 deutlich ist, kommt als weiterer Punkt, der dieser Anordnung erst zum praktischen Erfolg
verhilft, die Halterung von Resonatoren 2 und ./andlerresonatoren
1 und 11 hinzu.
Auch hier liegt die Schwierigkeit wieder darin, kurze Halteelemente zu erzielen. Grundsätzlich bereiten sich
nämlich entlang der Halteelemente immer Ultraschallschwingungen aus. Je nachdem, ob diese sich ausbreitende Energie
nun reflektiert oder absorbiert wird, werden die gehalterten Resonatoren verstimmt oder gedämpft. Die G-röße dieser
Effekte kann vermindert werden, indem man bei möglichst einem zur Halterung gerade noch ausreichenden Querschnitt
- 11 309809/0971
2U2332
- 11 -' · ■ TJL 71/146
der Halteelemente die Verkopplung der Resonatoren mit dem
Gehäuse dadurch verringert, daß man die akustisch wirksame Länge dieser Halteelemente etwa λ,/4 lang macht. Das
ist nun in einer Anordnung wie sie etwa in der Offenlegungsschrift
1 922 550 dargestellt ist (4, in Fig. 1 und Fig.2)
nur möglich, wenn die Länge der Haltestifte etwa 14 mm beträgt. Dann wären die in den Stiften übertragenen Torsionsschwingungen
optimal vom Gehäuse entkoppelt.
In der erfindungsgemäßen Auslegung des Filters nach Fig.
wird daher ein neuartiger Weg gegangen, der mit Hilfe von Fig. 1 erläutert wird. Das Halteelement 4 in Fig. 1 besteht
sehr wesentlich aus dem in Fig. 5 vergrößert herausgezeichneten eigentlichen Halteelement der Länge L, der
Breite b und der Dicke d. Dieses Element wird durch die Biegeschwingungen in der Ebene der Resonatoren ausführenden
Resonatoren auf Torsion beansprucht. Denkt man sich dieses Halteelement entlang der in Fig. 5 gestrichelten
Linien aufgetrennt in parallele Stücke, so führen die einzelnen Teilstege Biegeschwingungen aus. Am Mechanismus
dieser Schwingungen ändert sich in erster Näherung (bei
klc-incr Amplitude) nichts, vienn man die Auftrennung unterläßt,
bit Hilfe einer bereits veröffentlichten Untersuchung (Zeitcchrift ALXI 15 (1961), H, 4, L 175 bis 180,
dort die GIn. (1a) und (2Oa)) kann man beispielsweise bei
- 12 -309809/0971 BADORIG)NAL
- 12 - UL 71/146
vorgegebener .Länge die Größe d bei λ/4-artiger Kopplung
bestimmen. Es gilt
-rp c
Dabei ist v·^ = ~ 'S 5 · 1Cr cm/sec, die Schallgeschwindigkeit
für longitudinale Wellen (E = Elastizitätsmodul, $ = Dichte),
ωο = 2πί0 (f0 = Mittenfrequenz des Filters) und
α J^LL-St β _12
wobei J das Flächenträgheitsmoment eines Querschnittselementes nach Fig, 5 mit der Breite Ab und der Tiefe d
um eine Achse in Richtung der Ab-langen Kante ist. Man
sieht, daß die Größe b, bzw. Ab aus den Berechnungen der λ/4-Länge herausfällt, und das begründet nochmals die
Annahme, daß ein Halteelement nach Figur 5 in der durch
die gestrichelten Linien angedeuteten Weise in Segmente separiert werden kann. Aus obigen Gleichungen folgt mithin:
"I = ωο Ins * °»62' bei λ/4-artiger Kopplung
(d, 1 in cm) (2)
- 13 3 0 9809/0971
2U2332
wählt man 1 = 0,5 cm, so folgt also bei einer Frequenz
5° kHz ^ ά = 0*035 cm.
In völlig analoger Weise ergeben sieh die entsprechenden
Formeln für die Verhältnisse z.B. bei *^ und ^ „ artiger
Kopplung, d.h. also
0, 115 bei 2| -artiger Kopplung
E" · 0»046 bei ^ -artiger Kopplung.
Eine vorteilhafte ",/eiterbildung des Halteelementes 4 ist
in Fig. 6 dargestellt. Das Halteelement besteht zumindest in seinem auf Torsion beanspruchten Bereich aus einem
Hahmen, der etwa folgende Innenmaße aufweist;
L« * L, b1 = 2 L1 bis S L1
Durch diese Ausbildung des Halteelementes kann eine noch bessere Entkopplung zwischen den Resonatoren bswa Wand»
lerresonatoren und dem Gehäuse erzielt werden.
- 14 30 9809/097 1
2H233J
UL
Die Breite b paßt man der der Resonatoren 2 oder der der Wandlerresonatoren an. Praktisch ergibt sich ein b von
ungefähr 2 mm. !Damit kann dann neben der optimalen Entkopplung auch für eine gehörige Stabilität des gesamten
Aufbaues gesorgt werden.
Vorteilhafterweise wird man die λ/4· langen Halteelemente
nach Figur 5 oder 6 entsprechend dem Konstruktionsprinzip des Filters und der Anordnung der Resonatoren so aus einem
gemeinsamen Blechstück herausarbeiten ..: z.B. durch StanzerD
so biegen, daß ein einheitlicher Körper nach Figur 7 daraus entsteht. Dadurch ergibt sich schon während der
ersten Fertigungsstufen eine gute Stabilität.
Dies© Stabilität ist besonders wichtigs da nach dem Zusammenbau
der Teile von Fig, 1, oder vor dem Anschweissen
der Koppeldrähte $ die Resonatoren2 und die Wandlerresonatoren
1 und 1 * abgeglichen werden müssen. Zuvor haben * sie entweder durch präzise Herstellung oder durch einen
ersten Vorabgleich vor dem Verschweissen mit der Halterung 4 schon eine annähernd stimmende Frequenzlage. Jedoch
ist der erste Ansehweißprozeß so mit Streuungen behaftet,
daß ein Nachabgleich auf wenige Hertz an dieser Stelle im allgemeinen nötig ist. Auch ergeben sich durch die beim
elektrischen Schweissen entstehenden Magnetfelder Beein-
- 15 309809/0971
2H2332
• 15 - · UL 7V146
flussungen der Eigenfrequenz, die ebenfalls durch, einen
Entmagnetisierungsprozeß beseitigt werden müssen.
Der eigentliche Abgleichprozeß kann durch Schleifen mit einer feinen hoentourigen Schleifscheibe vorgenommen werden.
Am besten schleift man am Ende der Resonatoren und erhöht auf diese weise die Frequenz. Dabei bleibt nämlich der
charakteristische Widerstand Z der Resonatoren erhalten und damit auch die Stärke der Kopplung zu den benachbarten
Resonatoren bei vorgegebenem Querschnitt der Koppelleitungen. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen,
daß man die Kopplung zwischen den Resonatoren nach den Erfordernissen der Filtertheorie einstellen muß; im allgemeinen
nimmt die Kopplung zwischen den äußeren Resonator-Paaren zu den inneren hin um den Faktor 2 oder mehr abe
Bei konstantem Abstand 1^- zwischen den Resonatoren und
bei konstantem Querschnitt der Koppelleitungen J kann man .das nur über eine Variation des Querschnittes der Resonatoren
erreichen.
Viol praktischer ist es jedoch, durch leichte Variation
der Längen 1^- zwischen den Resonatoren die Kopplung einzustellen.
Die Abgleichfrequenzen der Resonatoren 2 untereinander und der viandlerresonatoren 1 und 1 · sind dann
auch etwas unterschiedlich. Im allgemeinen ist der dadurch
- 16 309809/0971
2H2332
- 16 - UL 71/146
bedingte Längenunterschied so gering (einige 1/10 mm),
daß der Zusanmienschweißprozeß insbesondere beim Anschweissen
der Koppeldrähte,davon nicht Hotiz zu nehmen
braucht. Hur bei den Wandlerresonatoren 1 und 11 kann der
Fall eintreten, daß sie merklich kürzer werden, da durch die aufgebrachte /andlerkeramik 8, die der Erregung und
der Abnahme der mechanischen Schwingungen dient, die Eigenfrequenz bei gleicher Länge wie die normaler Resofc
natoren, stark erniedrigt wird. Man muß dann zum Ausgleich die lüetallteile des Wandlers bis zu etwa 2 mm
kürzen. ο
Um hier Schwierigkeiten mit der geraden Drahtführung für
die Koppeldrähce zu vermeiden, kann vorteilhaft ein V/andlerresonator wie in Fig. 8 verwendet werden. Durch
Ansätze 9 viird dort erreicht, daß die Gesamtlänge der
'Wandlerresoiiatoren 1 und 1' etwa gleich der der Resonatoren
2 ist. Die Form dieser Ansätze ist nahezu beliebig, P Praktisch führt man den metallischen Teil der v/andler»
resonatoren 1 und 1' z.B. als Drehteil aus, einschließlich der Ansätze 9, jedoch können diese Ansätze auch aufgeschweißt
werden. Von Vorteil ist hierbei, daß die aufgeschweißten ünsätze nicht unbedingt aus temperaturkompensiertem
Material sein müssen.
- 17 309809/097 1
2U2332
Die Länge der Wandlerresonatoren kann jedoch auch gleich derjenigen der Resonatoren gewählt werden, wenn zugleich
der Durchmesser der i/andlerresonatoren erhöht wird. Bei
entsprechender Wahl von Länge und Durchmesser bleibt die Biegeeigenfrequenz erhalten, allerdings -muß der Abstand
der \7andlerr6sonatoren zu den benachbarten Resonatoren
wegen abnehmender Kopplung verringert werden.
Die Anpassung der Länge kann weiterhin durch eine leichte Krümmung der auf den Endflächen befestigten Koppeldrähte
erfolgen (Fig. 9) oder auch durch eine Veränderung der Längen sowohl der Wandlerresonatoren als such der Resonatoren,
wodurch das Filter etwa entsprechend Figur TO aufgebaut ist.
- 18 -303809/0971
Claims (1)
- 2H2332- 18 - UL 71/146Patentansprüche( 1.) Elektromechanisches Filter, bestehend aus Resonatoren vom Biegeschwingungstyp und longitudinal schwingenden Koppel elementen sowie piezoelektrisch wirkenden V/andlorresonatoren am Eingang und Ausgang, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:a) Die Resonatoren und tfandlerresonatoren sind parallel zueinander angeordnet und durch Koppelelemente in Form dünner Koppeldrähte miteinander verbunden.b) wenigstens zwei Koppeldrähte sind an den Endflächen, vorzugsweise den Stirnflächen der Resonatoren und Wandlerresonatoren in der sieise befestigt, daß die im Zuge des Filtere aufeinanderfolgenden Endflächen durch mindestens einen durchgehenden Draht miteinander verbunden sind.c) Die Resonatoren und Wandlerresonatoren sind zur Halterung auf dünnen Blechstreifen befestigt, wobei die Abmessungen von Dicke und Länge dieser Blechstreifen etwa der Gleichung- 19 -309809/097119 - · UL 71/146? αentsprecher (d = Dick®, 1 = Länge des Blech-Streifens, ω = Mittenkreisfrequenz des Filters,, ^ = Dichte und Ξ * Elastizitätsmodul des Werkstoffes des Blechstreifens
α = G, 62 für λ/4-artiges Verhalten α = 0,115 für 5X/4~artiges Verhalten cc = 0,046 für 5\/4-artiges Verhalten)»2* Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der an den Endflächen befestigten Eoppeldrähte einen vorbestimmten Wert aufweist.3. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1 oder 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeldrähte etwa parallel zueinander und etwa rechtwinkelig au den Längsachsen der Resonatoren und »Vandlerresonatoren angeordnet sinde4. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Dämpfungspolen bei reellen oder komplexen Frequenzen dünne Koppeldrähte an beliebigen Punkten der Oberfläche der 'Resonatoren und/oder der »/andlerresonatoren aufgebracht sind, durch die nichtbenachbarte Resonatoren miteinander verkoppelt werden.- 20 309809/0971.- 20 - UL 71/1465. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen zumindest in ihrem auf Torsion beanspruchten Bereich in Form eines Rahmens ausgebildet sind.6. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Eö'ho der vom Rahmen umschlossenen Öffnung annähernd gleich der Länge eines Blechstreifens und die Breite der öffnung etwa 1/3 bis 1/2 der Länge des Blechstreifens ist.7. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Endflächen der Wandlerresonatoren und Resonatoren befestigten Koppeldrähte zur Anpassung an unterschiedliche Längen der Wandlerresonatoren und Resonatoren bei gleicher Resonanzfrequenz eine geringe Biegung aufweisen.8. Elektromechanisches Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Endflächen der ,/andlerresonatoren und Resonatoren befestigten Koppeldrähte gerade verlaufen und die viandlerresoiiatoren und Resonatoren bei Einhaltung gleicher Resonanzfrequenz in ihrer Länge einander angepaßt sind.- 21 309809/0971- 21 - UL 71/146 '2H23329. Elelrtromechanisches Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Wandlerresonatoren mit Ansätzen versehen sind, deren Querschnitt kleiner als derjenige der Wandlerresonatoren ist.10. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Wandlerresonatoren, größer als die der Resonatoren sind.11. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zuge des Filters hintereinanderliegenden „vandlerresonatoren und Resonatoren zunehmende Längen und Durchmesser aufweisen,12.. Verfahren zur Herstellung eines elektromechanischen Filters nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinabgleich der Resonatoren und viandlerresonatoren nach dem Zusammenschmeißen mit der Halterung und/oder vor dem Anschweißen der Koppeldrähte durch mechanischen Materialabtrag erfolgt.13. Verfahren zur Herstellung eines elektromechanischen Filters nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Halterung dienenden dünnen Blechstreifen aus der Randzone eines gemeinsamen Blechstückes herausgearbeitet werden.- 22 309809/0971- 22 - UL 71/1462U2332. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Handzone stehenbleibenden dünnen Blechstreifen durch Stanzen oder Herausätzen der dazwischenliegenden Bereiche und nachfolgendes Biegen der Blechstreifen herausgearbeitet werden.15· Verfahren zur Herstellung eines elektromechanischen !Filters nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, ^ dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Resonatoren und Wandlerresonatoren auf den Blechstreifen durch elektrisches Punktschweißen, Löten oder Kleben erfolgt.16. Elektroiaechanisches Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung des Filters als Kanalfilter in einem Trägerfrequenzsystem.309809/0971Leerseife
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2142332A DE2142332C2 (de) | 1971-08-24 | 1971-08-24 | Mechanisches Filter und Verfahren zur Herstellung des Filters |
GB3722072A GB1394289A (en) | 1971-08-24 | 1972-08-09 | Mechanical filter and method for manufacturing the filter |
IT28085/72A IT963927B (it) | 1971-08-24 | 1972-08-10 | Filtro meccanico e procedimento per la fabbricazione del filtro |
IL40139A IL40139A (en) | 1971-08-24 | 1972-08-16 | Electromechanical filter and method for manufacturing same |
SE7210932A SE382726B (sv) | 1971-08-24 | 1972-08-23 | Elektromekaniskt filter och sett att framstella filtret. |
US00283277A US3808563A (en) | 1971-08-24 | 1972-08-24 | Filter and method for its manufacture |
FR7230245A FR2151391A5 (de) | 1971-08-24 | 1972-08-24 | |
JP47084963A JPS4830841A (de) | 1971-08-24 | 1972-08-24 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2142332A DE2142332C2 (de) | 1971-08-24 | 1971-08-24 | Mechanisches Filter und Verfahren zur Herstellung des Filters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2142332A1 true DE2142332A1 (de) | 1973-03-01 |
DE2142332C2 DE2142332C2 (de) | 1983-07-14 |
Family
ID=5817620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2142332A Expired DE2142332C2 (de) | 1971-08-24 | 1971-08-24 | Mechanisches Filter und Verfahren zur Herstellung des Filters |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3808563A (de) |
JP (1) | JPS4830841A (de) |
DE (1) | DE2142332C2 (de) |
FR (1) | FR2151391A5 (de) |
GB (1) | GB1394289A (de) |
IL (1) | IL40139A (de) |
IT (1) | IT963927B (de) |
SE (1) | SE382726B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2729839A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Siemens Ag | Traegerfrequentes nachrichtenuebertragungssystem mit vormodulation |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1437288A (en) * | 1973-06-11 | 1976-05-26 | Kokusai Electric Co Ltd | Mechanical filter |
JPS5512254B2 (de) * | 1973-07-03 | 1980-03-31 | ||
JPS5528021Y2 (de) * | 1973-08-04 | 1980-07-04 | ||
JPS5645223Y2 (de) * | 1975-04-19 | 1981-10-22 | ||
JPS53105032A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-12 | Hazama Gumi | Method of excavating subbase using high pressure water jet |
FR2396456A1 (fr) * | 1977-07-01 | 1979-01-26 | Telecommunications Sa | Perfectionnements aux filtres electromecaniques |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1100834B (de) * | 1957-04-06 | 1961-03-02 | Telefunken Gmbh | Mechanisches Frequenzfilter |
DE1541975A1 (de) * | 1967-05-12 | 1969-12-11 | Siemens Ag | Elektromechanisches Bandfilter |
DE2001337A1 (de) * | 1969-01-13 | 1970-07-30 | Centre Electron Horloger | Vorrichtung zum Aufhaengen von Biegeschwingern |
DE1922550A1 (de) * | 1968-05-29 | 1971-01-14 | Siemens Ag | Elektromechanisches Filter |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2647949A (en) * | 1949-10-27 | 1953-08-04 | Rca Corp | Adjustable tuning for mechanical resonators |
US2870521A (en) * | 1955-02-24 | 1959-01-27 | Gulton Ind Inc | Method of adjusting the resonant frequency of a vibrating system |
US2845697A (en) * | 1957-03-11 | 1958-08-05 | Zenith Radio Corp | Method of manufacturing a longitudinal mode mechanical vibrator |
NL114041C (de) * | 1957-12-12 | |||
US3717828A (en) * | 1971-04-07 | 1973-02-20 | N Arleevskaya | Multisection electromechanical band pass filter with resonators and transducers mechanically connected together and to the filter baseplate |
-
1971
- 1971-08-24 DE DE2142332A patent/DE2142332C2/de not_active Expired
-
1972
- 1972-08-09 GB GB3722072A patent/GB1394289A/en not_active Expired
- 1972-08-10 IT IT28085/72A patent/IT963927B/it active
- 1972-08-16 IL IL40139A patent/IL40139A/xx unknown
- 1972-08-23 SE SE7210932A patent/SE382726B/xx unknown
- 1972-08-24 JP JP47084963A patent/JPS4830841A/ja active Pending
- 1972-08-24 US US00283277A patent/US3808563A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-08-24 FR FR7230245A patent/FR2151391A5/fr not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1100834B (de) * | 1957-04-06 | 1961-03-02 | Telefunken Gmbh | Mechanisches Frequenzfilter |
DE1541975A1 (de) * | 1967-05-12 | 1969-12-11 | Siemens Ag | Elektromechanisches Bandfilter |
DE1922550A1 (de) * | 1968-05-29 | 1971-01-14 | Siemens Ag | Elektromechanisches Filter |
DE2001337A1 (de) * | 1969-01-13 | 1970-07-30 | Centre Electron Horloger | Vorrichtung zum Aufhaengen von Biegeschwingern |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Archiv der elektrischen Übertragung (A.E.Ü.) Band 16, Heft 7, S.355-358 (Juli 1962), Band 15, Heft 4, S.175-180 (April 1961) * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2729839A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Siemens Ag | Traegerfrequentes nachrichtenuebertragungssystem mit vormodulation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2151391A5 (de) | 1973-04-13 |
JPS4830841A (de) | 1973-04-23 |
SE382726B (sv) | 1976-02-09 |
GB1394289A (en) | 1975-05-14 |
IL40139A0 (en) | 1972-10-29 |
DE2142332C2 (de) | 1983-07-14 |
US3808563A (en) | 1974-04-30 |
IT963927B (it) | 1974-01-21 |
IL40139A (en) | 1975-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3108166C2 (de) | Stimmgabelquarzkristallschwinger mit Schwingungskopplung | |
EP1125364A1 (de) | Oberflächenwellenanordnung mit zumindest zwei oberflächenwellen-strukturen | |
DE2839271A1 (de) | Elektromechanischer resonator und elektromechanisches filter | |
DE2158858C3 (de) | Elektromechanischer Wandler | |
DE2712519C3 (de) | Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen | |
DE2142332A1 (de) | Mechanisches filter und verfahren zur herstellung des filters | |
DE3009531A1 (de) | Piezoelektrischer dickenschwinger | |
DE1219600B (de) | Mechanisches Frequenzfilter | |
DE1215272B (de) | Elektromechanische Verzoegerungsleitung | |
DE2139218C3 (de) | Monolithisches Kristallfilter | |
DE1541975C3 (de) | Elektromechanisches Bandfilter | |
DE2804499C2 (de) | Elektromechanisches Filter | |
DE2214252C3 (de) | Bandfilter fur elektrische Schwingungen | |
DE3423498C2 (de) | ||
DE1265883C2 (de) | Mechanisches filter mit mehreren miteinander gekoppelten, mehrfach ausgenutzten schwingern | |
DE2037209C3 (de) | Mechanisches Filter mit mehreren, achsparallel angeordneten Torsionsresonatoren | |
DE2945787C2 (de) | Mechanisches Filter mit mehreren stabförmig ausgebildeten Resonatoren vom gleichen Schwingungstyp | |
DE2145342A1 (de) | Elektromechanisches filter | |
DE4042436C2 (de) | Longitudinal schwingendes mechanisches Koppelfilter und Verfahren zum Herstellen eines solchen Koppelfilters | |
DE1276238B (de) | Mechanisches Filter | |
DE1766086C (de) | Verzögerungsleitung mit frequenzabhängiger Laufzeit | |
DE2604452C3 (de) | Quarzkristallresonator mit einem abgeschrägte Flächen aufweisenden Kristallkörper | |
DE2209585C3 (de) | Elektrisches Filter nach dem Oberflächenwellenprinzip | |
DE1916008A1 (de) | Anordnung zur Messung des mechanischen Blindwiderstandes eines mechanischen Schwingers | |
DE2256817A1 (de) | Lauffeldroehre mit selektiver daempfung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |