DE2618144C3 - Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem Oberflächenwellenprinzip - Google Patents
Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem OberflächenwellenprinzipInfo
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- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
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Description
Die Erfindung betrifft Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem Oberflächenwellenprinzip
auf piezoelektrischen Substraten, wobei die Wandler als Interdigitalstrukturen mit längengewichteten
Elektrodenfingern ausgeführt sind.
Es ist bekannt, daß durch eine Metallisierung der Oberfläche von piezoelektrischen Substraten die Ausbreitungsgeschwindigkeit
elastischer Oberflächenwellen verkleinert wird. Dieser Effekt bewirkt beispielsweise
bei einem Interdigitalwandler für elastische Oberflächenwellen mit längengewichteten Elektrodenfingern,
daß einzelne Teile der Wellenfron» im Überlappungsbereich der Elektvodenfinger eine vergleichsweise dichte,
metallisierte Zone durchlaufen, während andere Teile der Wellenfront außerhalb des Überlappungsbereiches
eine vergleichsweise wenig metallisierte Zone durchlaufen. Die in der wenig metallisierten Wandlerzone
laufenden Wellenanteile eilen gegenüber den anderen vor, was zu einer unerwünschten Verbiegung der
Wellenfront und damit zu Abweichungen des experimentellen Frequenzganges gegenüber dem erwünschten
Frequenzgang des Übertragungselement führt.
LJm dieses Voreilen zu verhindern, ist es z. B. durch die DE-OS 25 42 854 bekanntgeworden, außerhalb des
Überlappungsbereiches der Fingerelektroden die fehlende Metallisierung durch sogenannte Blindzinken zu
ersetzen. Diese Blindzinken können entweder von den übrigen Elektrodenfingern isoliert oder aber mit den
danebenliegenden Elektrodenfingern elektrisch verbunden sein.
Diese bekannten Blindzinken entsprechen in ihrer Breite der Breite der übrigen Elektrodenfinger, d. h.
etwa einem Viertel der Synchronwellenlänge der Oberflächenwelle. Sie besitzen deshalb den Nachteil,
daß sich die Reflexionen der Oberflächenwelle an den Fingerkanten bei der Synchrqnfrequenz addieren,
wodurch gerade in der Mitte des Übertragungsbereichs eine Verschlechterung des Amplituden- und Phasenfrequenzganges
bewirkt wird. Zur Vermeidung dieser schädlichen Reflexionen wurde bereits ein Vorschlag
bekannt, die Elektrodenfinger als sogenannte »splitfinger« auszuführen. Hierzu wird jeder Elektrodenfinger
als Doppelfinger ausgeführt Dadurch ergeben sich jedoch unerwünscht schmale Metallisierungen, die nicht
nur in der Herstellung sehr empfindlich sind, sondern auch einen erhöhten ohmschen Widerstand besitzen
und damit zu erhöhten Verlusten an elektrischer Energie führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Laufzeitausgleich für elastische
Oberflächenwellen im Randbereich längengewichteter Interdigitalwandler anzugeben, der einfach herzustellen
ist, keine zusätzlichen Reflexionen an den Fingerkanten verursacht und nicht zu erhöhten
Verlusten an elektrischer Energie führt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrodenfinger außerhalb des Überlappungsbereichs in Übertragungsrichtung zu einer geschlossenen Mantelfläche zusammengefaßt sind, deren Breite der Gesamtbreite aller Elektrodenfinger äquivalent ist Durch das erfindungsgemäße Zusammenfassen aller Elektrodenfinger und Zuleitungen außerhalb des Überlappungsbereichs zu einer geschlossenen Metallfläche mit einer in Wellenlaufrichtung gemessen äquivalenten Breite ist eine deutliche Verbesserung des Amplitudenfrequenzgangs und des Einschwingverhaltens erzielt worden. Besonders vorteilhaft ist, daß diese Metallfläche nur zwei Kanten besitzt, an welchen Reflexionen auftreten können, während bei den bekannten Lösungen eine Vielzahl von Kanten vorliegt, die zu einer entsprechenden Vielzahl von Reflexionen führen. Die erfindungsgemäße Lösung ist auch vorteilhaft gegenüber den bekannten Lösungen, die eine Kompensation der Teilreflexionen durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen und Elektrodenfinger ermöglichen sollen, da diese Kompensation immer nur für eine einzige Frequenz exakt erreichbar ist und deshalb bei Breitbandfiltern an den Rändern des Übertragungsbereichs deutlich erkennbare Störungen, die zu Selektionsverlusten führen, auftreten.
Vorteilhafterweise ist die Metallfläche mit der geerdeten Wandlerelektrode verbunden und bildet einen Teil der statischen Abschirmung zwischen Eingangs- und Ausgangswandler des Filters bzw. der Verzögerungsleitung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrodenfinger außerhalb des Überlappungsbereichs in Übertragungsrichtung zu einer geschlossenen Mantelfläche zusammengefaßt sind, deren Breite der Gesamtbreite aller Elektrodenfinger äquivalent ist Durch das erfindungsgemäße Zusammenfassen aller Elektrodenfinger und Zuleitungen außerhalb des Überlappungsbereichs zu einer geschlossenen Metallfläche mit einer in Wellenlaufrichtung gemessen äquivalenten Breite ist eine deutliche Verbesserung des Amplitudenfrequenzgangs und des Einschwingverhaltens erzielt worden. Besonders vorteilhaft ist, daß diese Metallfläche nur zwei Kanten besitzt, an welchen Reflexionen auftreten können, während bei den bekannten Lösungen eine Vielzahl von Kanten vorliegt, die zu einer entsprechenden Vielzahl von Reflexionen führen. Die erfindungsgemäße Lösung ist auch vorteilhaft gegenüber den bekannten Lösungen, die eine Kompensation der Teilreflexionen durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen und Elektrodenfinger ermöglichen sollen, da diese Kompensation immer nur für eine einzige Frequenz exakt erreichbar ist und deshalb bei Breitbandfiltern an den Rändern des Übertragungsbereichs deutlich erkennbare Störungen, die zu Selektionsverlusten führen, auftreten.
Vorteilhafterweise ist die Metallfläche mit der geerdeten Wandlerelektrode verbunden und bildet einen Teil der statischen Abschirmung zwischen Eingangs- und Ausgangswandler des Filters bzw. der Verzögerungsleitung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Vorder- und Rückkante der Metallfläche glatt
und schräg zur Wellenfront ausgebildet. Durch diese Schräge werden die an den Kanten auftretenden
Reflexionen verwaschen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form
so eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Die Figur zeigt in teilweise schematisierter Darstellung (schraffiert gezeichnet) einen erfindungsgemäß
ausgebildeten Interdigitalwandler mit längengewichteten Fingerelektroden. Man erkennt eine erste Wandlerelektrode
1 und eine zweite Wandlerelektrode 2. Der Überlappungsbereich 3 ist durch eine (leicht schraffierte)
Fläche gekennzeichnet. Seine Umrandungskurve entspricht der Funktion y = sin x/x. Die Elektrodenfinger
4 sind mit der oberen Wandlerelektrode 2, die Elektrodenfinger 5 mit der unteren Wandlerelektrode 1
verbunden.
Man erkennt aus der Zeichnung sofort, daß die in dem Teilbereich 31 der Überlappungszone 3 erzeugte, nach
rechts laufende Oberflächenwelle unter sämtlichen Elektrodenfingern hindurchlaufen muß, während die im
oberen Bereich des Teilbereichs 32 der Überlappungszone 3 erzeugte, ebenfalls nach rechts laufende
Oberflächenwelle praktisch nur die halbe Metallisie-
rung, nämlich die der mit der oberen Elektrode 2 verbundenen Elektrodenfinger 4, durchlaufen muß und
deshalb gegenüber dem unteren Teilbereich eine höhere Geschwindigkeit besitzt Dieser Nachteir der unterschiedlichen
Laufgeschwindigkeit der verschiedenen Zonen der Oberflächenwellenfront wird durch die
erfindungsgemäße Metallfläche 6, deren in Wellenlaufrichtung gesehene Breite der Summe der »fehlenden«
und der vorhandenen Elektrodenfinger äquivalent ist, kompensiert Infolge des Fehlens von Finger- bzw.
Zuleitungskanten können auch keine Kantenreflexionen
auftreten. Darüber hinaus bildet die Metallfläche 6 eine extrem niederohmige Zuleitung, wodurch die sonst in
10 den Elektrodenfingern auftretenden elektrischen Verluste
vermieden werden. Bei geschickter Lage der Metallfläche 6 und bei Verbindung der Wandlerelektrode
2 mit Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential, kann die Fläche 6 ein Teil des statischen Abschirmungssystems zwischen Sende- und Empfangswandler bilden.
Die Kanten 7, 8 der Metallfläche 6 sind glatt, nicht gestuft und liegen in einem Winkel zur Wellenfront.
Durch die Schräge werden die an der Vorder- und Rückkante 7, 8 der Metallfläche 6 entstehenden
Reflexionen »verwaschen«. Der hierdurch hervorgerufene Phasenfehler bleibt kleiner als 2 Grad.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Claims (3)
1. Wandlerelektroden für Filter oder Verzögei-ungsleitungen
nach dem Oberflächenwellenprinzip auf piezoelektrischen Substraten, wobei die Wandler
als Interdigitalstrukturen mit längengewichteten Elektrodenfingern ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenfinger (4) außerhalb des Oberlappungsbereichs (3) in Übertragungsrichtung
zu einer geschlossenen Metallfläche (6) zusammengefaßt sind, deren Breite der Gesamtbreite
aller Elektrodenfinger (4,5) äquivalent ist.
2. Wandlerelektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche (6) mit der
geerdeten Wandlerelektrode (2) verbunden ist und einen Teil der statischen Abschirmung zwischen
Eingangs- und Ausgangswandle.- des Filters bzw. der Verzögerungsleitung bildet
3. Wandierelektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (7)
und die Rückkante (8) der Metallfläche (6) glatt und schräg zur Wellenfront ausgebildet sind.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2618144A DE2618144C3 (de) | 1976-04-26 | 1976-04-26 | Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem Oberflächenwellenprinzip |
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IT7722581Q IT1084934B (it) | 1976-04-26 | 1977-04-19 | Elettrodi di trasduttore per filtri o linee di ritardo che lavorano secondo il principio delle onde superficiali |
GB17053/77A GB1581740A (en) | 1976-04-26 | 1977-04-25 | Surface wave filters or delay lines |
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BR7702584A BR7702584A (pt) | 1976-04-26 | 1977-04-25 | Eletrodos de transdutores para filtros ou linhas de retardo de acordo com o principio de ondas superficiais |
JP4830777A JPS52130551A (en) | 1976-04-26 | 1977-04-26 | Surface acoustic wave device converter electrode |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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DE2618144A1 DE2618144A1 (de) | 1977-11-10 |
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DE2618144C3 true DE2618144C3 (de) | 1980-11-06 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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- 1977-04-26 JP JP4830777A patent/JPS52130551A/ja active Pending
Also Published As
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FR2350000B1 (de) | 1980-01-18 |
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IT1084934B (it) | 1985-05-28 |
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GB1581740A (en) | 1980-12-17 |
US4158823A (en) | 1979-06-19 |
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