DE2231467C3

DE2231467C3 - Piezoelektrische Anordnung und Verfahren zur Vermeidung von Über Sprechkapazitäten

Info

Publication number: DE2231467C3
Application number: DE2231467A
Authority: DE
Inventors: Max Dr. 8011 Zorneding Guntersdorfer; Helmut Dr. 8000 Muenchen Thomann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-06-27
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1975-02-13
Also published as: ATA400173A; GB1434073A; US3836877A; DE2231467A1; IT989379B; JPS4959551A; DE2231467B2; NL7308957A; FR2191355A1; BE801525A; FR2191355B1; AT327294B

Description

andergehörigen flächenförmigen Elektroden eines 15 sind.

Elektrodenpaares in Richtung (3) eines Feldes Diese Aufgabe wird durch eine wie eingangs erzwischen den Elektroden polarisiert ist. wähnte Anordnung gelöst, die erfindungsgemäß da-

3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch durch gekennzeichnet ist, daß zur Vermeidung von gekennzeichnet, daß der piezoelektrische ΚοφεΓ Übersprechkapazitäten die Elektrodenpaare auf ver-(2) zwischen den zueinandergehörigen flächenför- 30 schiedenen Flächen des Körpers und gegeneinander migen Elektroden (402, 401, 441, 442) der Elek- um 90^r verdreht angeordnet sind, so daß die zwitrodenpaare (4. 44) so permanent polarisiert ist, sehen dem Eingangselektrodenpaar und zwischen daß die Polarisation (5) zwischen den Ausgangse- dem Ausgangselektrodenpaar auftretenden elektrilektroden senkrecht zur Ebene der Fläche der sehen Felder ebenfalls um 90^c gegeneinander ge-Eingangselektroden ist. 35 dreht sind.

4. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch Vorzugsweise wird eine piezoelektrische Anordgekennzeichnet, daß die Elektroden>)aare (6, 61 nung angegeben, die dadurch gekennzeichnet ist, daß und 7, 71) Interdigitalstrukturen sind, deren Fin- der piezoelektrische Körper von rechteckiger Form ger um 90° gegeneinander verdreht sind und der ist. daß für jedes der Elcktrodenpaare flächenförmige ΚοφεΓ (222) so permanent periodisch polarisiert 40 Elektroden vorgesehen sind und daß der piezoelekist, daß diese Polarisation (9) von den Kammfin- trische Körper zwischen den zueinandergehörigen gern einer Elektrode der einen Interdigitalstruk- flächenförmigen Elektroden eines Elektrodenpaares tür zu den Kammfingern der anderen Elektrode in Richtung eines Feldes zwischen den Elektroden der gleichen Interdigitalstruktur gerichtet ist. polarisiert ist.

5. Filteranordnung nach einem der An- 45 Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dasprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körpiezoelektrische ΚοφεΓ von rechteckiger Form per zwischen den zueinandergehörigen flächenförmiist. gen Elektroden der Elektrodenpaare so permanent

6. Filteranordnung nach einem der An- polarisiert ist, daß die Polarisation zwischen den sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 50 Ausgangselektroden senkrecht zur Ebene der Fläche eine der vier Elektroden des Κοφεκ in Teilelek- der Eingangselektroden ist.

troden aufgeteilt ist und daß die beiden Teile (23, Eine weitere Ausgestaltung der piezoelektrischen

24 bzw. 25, 26) dieser Elektrode über ein Poten- Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der

tiometer (27, 28) miteinander verbunden sind piezoelektrische Körper von rechteckiger Form ist,

und daß der Mittelabgriff des Potentiometers ein 55 daß die Elektrodenpaare Interdigitalstrukturen sind,

Pol der vier Pole der Anordnung ist. deren Finger um 90° gegeneinander verdreht sind,

7. Verfahren zur Vermeidung von Übersprech- und der Körper so polarisiert ist, daß die Polarisakapazitäten bei piezoelektrischen Filteranordnun- tion von den Kammfingern einer Elektrode der einen gen, hervorgerufen durch Asymmetrie in dem Interdigitalstruktur zu den Kammfingern der anderen Eingangskreis und dem Ausgangskreis, dadurch 60 Elektrode der gleichen Inlerdigitalstruktur gerichtet gekennzeichnet, daß zwei Filteranordnungen ist.

nach einem der Ansprüche! bis4 in Kette ge- Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus

schaltet sind. der Beschreibung und den Figuren bevorzugter Aus

führungsbeispiele der Erfindung und ihrer Weiterbil-65 dung hervor.

F i g. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine piezoeiek- erfindungsgemäße piezoelektrische Filteranordnun-Irische Filteranordnung mit einem piezoelektrischen gen;

3 4

F i g. 3 bis 5 zeigen Weiterbildungen erfindungsge- ten Weise aufgeladen. Diese Ausladung der flächen-

n.Hßer Filteranordnungen. förmigen Elektroden des Elektrodenpaares 4 bewirkt

In der F i g. 1 ist der piezoelektrische Körper mit 2 wiederum, daß an den flächenförmigen Elektroden bezeichnet. Das Elektrodenpaar 1 besteht aus den 441 und 442 des Elektrodenpaares 44 Ladungen inflächenförmigen Elektroden 101 und 310. Das Elek- 5 duziert werden, die sich gegenseitig aufheben,
trodenpaar 11 besteht aus den flächenförmigen Elek- Durch das Anlegen einer Wechselspannung an die troden 111 und 211. Das Elektrodenpaar 1 dient bei- erfindungsgemäße Filteranordnung der Fig.2 entspielsweise zum Einkoppeln einer akustischen Welle stehen Scherwellen, die eine Verformung des Körin den Körper 2, während dann das Elektrodenpaar pers 22 in der aus der Figur ersichtlichen Weise zur 11 zum Auskoppeln dieser Welle dient. Die Elektro- io Folge haben. Durch die strichlierte Linie 8 ist eine denpaare 1 und 11 sind in der aus der Figur ersichtli- solche Verformung angedeutet,
chen Weise um 90° gegeneinander verdreht. Zwi- In der Fig.3 ist eine Filteranordnung dargestellt, sehen den flächenförrnigen Elektroden 101 und 201 bei der auf dem piezoelektrischen Resonatorkörper bzw. 111 und 211 ist der piezoelektrische Körper 222 aneinander gegenüberliegenden Flächen kammpermanent polarisiert. Die Richtung dieser Polarisa- i₅ förmige Interdigitalstrukturen 6 und 61 bzw. 7 und tion ist durch die mit 3 bezeichneten Pfeile angege- 71 angebracht sind. Dabei sind zur Vermeidung von ben. Sie liegt in Richtung der Flächennormalen der Übsrsprechkapazitäten die Interdigitalstrukturen in flächenförmigen Elektroden eines jeden F.lektroden- der aus der Figur ersichtlichen.Weise um 90° gegenpaares. einander verdreht.

Die zwischen den einzelnen Elektroden 101 und 20 Der Körper 222 besitzt eine durch die Pfeillinien 9

201 des einen Elektrodenpaares 1 und den Elektro- angedeutete periodische, permanent ausgerichtete

den 111 und 211 des anderen Elektrodenpaares 11 Oberflächenpolarisation. Diese Polarisation ist von

auftretenden Kapazitäten sind bedingt durch die er- den Kammfingern einer Elektrode, beispielsweise der

findungsgemäße Anordnung der Elektroden paar- Elektrode 6 bzw. 7 einer Interdigitalsiruktur zu den

weise gleich groß. In der Figur sind diese Kapazitä- 35 Kammfingern der anderen Elektrode, beispielsweise

ten schematisch dargestellt und mit 12, 13, 14 und der Elektrode 61 bzw. 71 der gleichen Interdigital-

15 bezeichnet. Beispielsweise sind die Kapazitäten 12 struktur gerichtet. Durch die Pfeillinien 9 ist die

und 13, die zwischen der Elektrode 201 des Elektro- Richtung dieser Polarisation in der Figur ange-

denpaares 1 und den Elektroden 111 bzw. 211 Jes deutet.

Elektrodenpaares 11 auftreten, gleich groß. 30 Die in den Körper 222 eingekoppelte Volumen-

Beim Anlegen einer Wechselspannung an das welle pflanzt sich von der einen Interdigitalstruktur Elektrodenpaar 1 wird dieses kurzzeitig ein einer be- zur anderen Interdigitalstruktur durch den Körper stimmten Weise aufgeladen. Diese Aufladung der flä- hindurch fort, wobei die Wellenfront dieser Welle chenförmigen Elektroden des Elektrodenpaares 1 be- immer parallel zu den Ebenen liegt, in denen die Inwirkt, daß an den Elektroden des Elektrodenpaares 35 terdigitalstrukturen angeordnet sind.
11 Ladungen induziert werden. Durch die erfin- Die Kapazitäten, die zwischen einer Elektrode, dungsgemäße Anordnung der Elektrodenpaare 11 beispielsweise der Elektrode 6 bzw. 61, einer Interdi- und 1 wird erreicht, daß sich die auf jeder plattenför- gitalstruktur und den beiden anderen Elektroden, migen Elektrode induzierten Ladungen gegenseitig beispielsweise den Elektroden 7 und 71, der anderen aufheben. 40 Interdigitalstruktur bestehen, sind gleich groß.

In der F i g. 2 ist eine Filteranordnung dargestellt, Um eventuell vorhandene Inhomogenitäten des

bei der wiederum die flächenförmigen Elektroden keramischen Körpers oder der Elektrodenbelegungen

401 und 402 des Elektrodenpaares 4 und die flächen- auszugleichen, wird in Weiterbildungen der erfin-

förmigen Elektroden 441 und 442 des Elektroden- dungsgemäßen Anordnungen eine der vier Elektro-

paares 44 in de: aus der Figur ersichtlichen Weise 45 den auf dem Körper, so wie in den F i g. 4 und 5 dar-

gegeneinander um 90° verdreht sind. Zwischen den gestellt, in zwei Teilelektroden 23, 24 bzw. 25, 26

Elektrodenpaaren ist der piezoelektrische Keramik- aufgeteilt. Die beiden Teilelektroden werden über ein

körper 22 ausgerichtet permanent polarisiert. Dabei Potentiometer 27, 28 miteinander verbunden, dessen

liegt die Richtung dieser Polarisation derart, daß die Mittelabgriff einen der vier Pole der Anordnung bil-

Polarisation zwischen den Eingangselektroden, bei- 50 det. Durch Verstellen des Potentiometers läßt sich

spielsweise den Elektroden 402 und 401, senkrecht ein etwa vorhandenes Restübersprechen auf Null ab-

auf der Ebene der Fläche der Ausgangselektroden, gleichen.

beispielsweise der Elektroden 441 und 442 steht, und Bei Filteranordnungen, die so geschaltet sind, daß daß die Polarisation zwischen den Ausgangselektro- der Eingangskreis und der Ausgangskreis asymmeden senkrecht auf der Ebene der Fläche der Ein- 55 trisch gegen Erde sind, können störende Übersprechgangselektroden steht. In der Figur ist die Richtung kapazitäten dadurch vermieaen werden, daß zwei erder Polarisation durch die Pfeile 5 angedeutet. findungsgemäße Filteranordnungen in Kette geschal-

Beim Anlegen einer Wechselspannung an die flä- tet werden. Dadurch wird erreicht, daß zwischen

chenförmigen Elektroden 402 und 401 des Elektro- dem Eingang und dem Ausgang dieser Anordnung

denpaares 4 wird dieses kurzzeitig in einer bestimm- 60 ein erdsymmetrisches Netz vorliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Körper an dem voneinander galvanisch getrennt und Patentansprüche: .ewei,s nUf einen Teil des piezoelektrischen Körpers

1. Piezoelektrische Filteranordnung mit einem bedeckend Eingangs- und Ausgangselektrodenpaare piezoelektrischen Körper, an dem voneinander mit einander gegenüberhegenden Elektroden vorgegalvanisch gelrennt und jeweils nur einen Teil 5 sehen sind, und der zwischen diesen Elektrodenpaades piezoelektrischen Körpers bedeckend Ein- ren ausgerichtet permanent polarisiert ist.

gangs- und Ausgangselektrodenpaare mit einan- Mechanische Anordnungen, beispielsweise Filterder gegenüberliegenden Elektroden vorgesehen anordnungen mit piezoelektrischen Körpern, sind besind, und der zwischen diesen Elektrodenpaaren kannt. Dabei befinden sich an dem piezoelektrischen ausgerichtet permanent polarisiert ist. d a - ίο Keramikkörper, der permanent gepolt ist, zwei Elekdurch gekennzeichnet, daß zur Vermei- trodenpaare, die aus jeweils zwei flächenförmigen dung von Übersprechkapazitäten die Elektroden- Elektroden bestehen, wobei jeweils zwei Elektroden paare (1,11, 4, 44 und 6, 61, 7, 71) auf verschie- unterschiedlicher Elektrodenpaare in einer Ebene andenen Flächen des Körpers (2, 22, 222) und ge- geordnet sind. Die Elektrodenpaare dienen zum Eingeneinander um 90° verdreht angeordnet sind,^15 bzw. Auskoppeln von akustischen Wellen,
so daß die zwischen dem Eingangseleklrodenpaar Ein Nachteil einer wie oben beschriebenen Anord- und zwischen dem Ausgangselektrodenpaar auf- nung ergibt sich daraus, daß infolge der hohen Ditretenden elektrischen Felder ebenfalls um 90° elektrizitätskonstante des Materials des piezoelekgegeneinander gedreht sind. trischen Körpers zwischen den flächenförmigen Clek-

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch 20 troden unterschiedlicher Elektrodenpaare Übergekennzeichnet, daß für jedes der Elektroden- Sprechkapazitäten entstehen.

paare (1, 11) flächenfimnige Elektroden (101, Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine wie ein-

201, 111, 211) vorgesehen sind und daß der gangs erwähnte piezoelektrische Anordnung an?uge-

piezoelektrische Körper (2) zwischen den zuein- ben, bei der solche Übersprechkapazitäten vermieden