DE2804102A1

DE2804102A1 - Electro-mechanical filter with parallel bars and coupling wire - has torsion resonator bar with two constrictions symmetrically positioned w.r.t. centre

Info

Publication number: DE2804102A1
Application number: DE19782804102
Authority: DE
Inventors: Karl Traub
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1979-08-09

Abstract

The electromechanical filter consists of parallel bender and torsion resonator bars, electrostrictive transducers, a coupling wire and at least one additional coupling element providing an attenuation pole. The torsion bars are formed as dumb-bells each with two constrictions (41, 42). The constrictions are located symmetrically about the centre. The distance (A) between the centres of the constrictions lies between 0.58 and 0.67 times the overall length (L) of the bar. The advantage lies in reducing the effects of production tolerance on effective mass and resonant frequency.

Description

Elektromechanisches FilterElectromechanical filter

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Filter mit mehreren parallelachsig angeordneten, stabförmig ausgebildeten mechanischen Resonatoren, die nebeneinander in einer Ebene liegen und über wenigstens einen Koppeldraht miteinander gekoppelt sind, und bei dem am Eingang und am Ausgang elektrostriktive TGandlerresonatoren zur Umwandlung elektrischer in mechanische bzw. zur Umwandlung mechanischer in elektrische Energie vorgesehen sind, das weiterhin wenigstens ein der Erzeugung von wenigstens einem Dämpfungspol dienendes zusätzliches Koppelelement enthält, das ferner überwiegend Biegeresonatoren und wenigstens einen Torsionsresonator enthält, an den wenigstens eines der zusätzlichen Koppelelemente angreift, und bei dem der bzw. die Torsionsresonatoren in der Art von Hantelresonatoren mit einer oder zwei Querschnittsverengungen ausgebildet sind, derart, daß ihre Gesamtlänge L etwa der Länge der Biegeresonatoren entspricht, nach Patent ................. (Anmeldung P 26 07 879.5-35).The invention relates to an electromechanical filter with a plurality of rod-shaped mechanical resonators arranged parallel to the axis, which lie next to one another in one plane and with one another via at least one coupling wire are coupled, and at the input and output electrostrictive Tandlerresonatoren for converting electrical into mechanical or for converting mechanical into electrical Energy are provided, the further at least one of the generation of at least contains a damping pole serving additional coupling element, which also predominantly Contains bending resonators and at least one torsion resonator to the at least one of the additional coupling elements engages, and in which the torsion resonator or resonators designed in the manner of dumbbell resonators with one or two cross-sectional constrictions are such that their total length L corresponds approximately to the length of the bending resonators, according to patent ................. (application P 26 07 879.5-35).

Im Hauptpatent ist ein derartiges elektromechanisches Filter angegeben, dessen wesentliches Merkmal darin besteht, daß zur Erzeugung von Dämpfungspolen der Filtercharakteristik im Zuge der einzelnen Resonatoren wenigstens ein Torsionsresonator vorgesehen ist, an den wenigstens eines der zusätzlichen Koppelelemente angreift.Such an electromechanical filter is specified in the main patent, its essential feature is that to generate damping poles the filter characteristic in the course of the individual resonators at least one torsion resonator is provided, which engages at least one of the additional coupling elements.

In der Fig. 1 ist eine derartige, aus dem Hauptpatent hervorgehende Anordnung dargestellt. Es handelt sich hierbei um ein mechanisches Filter aus sieben Resonatoren, von denen die Resonatoren 1 bis 3 und 5 bis 7 als Nutzschwingung eine Biegeschwingung ausführen. Die Schwingungsrichtung für einen bestimmten Zeitmoment ist durch die Pfeile 13 kenntlich gemacht. Als mittlerer Resonator 4 ist ein Torsionsresonator verwendet, dessen Schwingungsrichtung im gleichen Zeitmoment durch den halbkreisförmigen Pfeil 13' angedeutet ist. Die einzelnen Biegeresonatoren sind über in ihren Schwingungsknoten angreifende Halteelemente 12 in einer Grundplatte 11 befestigt. An den Endresonatoren 1 und 7 sind elektrostriktive Keramikplättchen 1' bzw. 7' aufgebracht. Wie aus Fig. 1 weiter zu erkennen ist, sind die Biegeresonatoren mit einer Abflachung versehen, und es sind die inneren Resonatoren derart angeordnet, daß diese Abflachung parallel zur Filtergrundplatte 11 verläuft, während an den Endresonatoren 1 und 7 die Abflachung senkrecht zur Filtergrundplatte verläuft. Die einzelnen Resonatoren selbst bestehen aus einem metallischen Material und sind über die metallischen Haltebeine mit der Grundplatte 11 verbunden, weshalb die Grundplatte 11 gleichzeitig ein elektrisches Bezugspotential für das Filter darstellt. Die Zufuhrung bzw. die Abnahme der elektrischen Signalenergie erfolgt in bekannter Weise durch eine auf die elektrostriktiven Plättchen 1' bzw. 7' aufgebrachte dünne Metallisierung, an die unmittelbar die Anschlußdrähte herangeführt sind.In Fig. 1 is such, resulting from the main patent Arrangement shown. It is a mechanical filter made up of seven Resonators, of which the resonators 1 to 3 and 5 to 7 are a useful oscillation Execute bending vibration. The direction of oscillation for a certain moment in time is indicated by the arrows 13. A torsion resonator is used as the middle resonator 4 used whose direction of oscillation at the same time instant through the semicircular Arrow 13 'is indicated. The individual bending resonators are over in their vibration nodes engaging retaining elements 12 are fastened in a base plate 11. At the end resonators 1 and 7, electrostrictive ceramic plates 1 'and 7', respectively, are applied. As shown in Fig. 1 can also be seen, the bending resonators are provided with a flattening, and the inner resonators are arranged so that this flat is parallel runs to the filter base plate 11, while on the end resonators 1 and 7 the flattening runs perpendicular to the filter base plate. The individual resonators themselves exist made of a metallic material and are connected to the Base plate 11 connected, which is why the base plate 11 is also an electrical Represents reference potential for the filter. The supply or the removal of the electrical Signal energy takes place in a known manner by means of an on the electrostrictive platelets 1 'or 7' applied thin metallization to which the connecting wires are directly attached are introduced.

Die Verkopplung der einzelnen Resonatoren erfolgt über einen durchgehenden Koppeldraht 8, der selbst Längsschwingungen ausführt und der hinsichtlich seiner Läge und seines Quersehnittes so bemessen sein muß, daß für das Filter die geforderte Bandbreite erzielt werden kann.The coupling of the individual resonators takes place via a continuous Coupling wire 8, which itself carries out longitudinal vibrations and in terms of its Length and its cross section must be dimensioned so that the required for the filter Bandwidth can be achieved.

Der durchgehende Koppeldraht 8 ist dabei mit jedem der Resonatoren durch eine geeignete mechanische Verbindung, wie beispielsweise durch Punktschweißen, verbunden.The continuous coupling wire 8 is with each of the resonators by means of a suitable mechanical connection, such as spot welding, tied together.

Zur Erzeugung von Dämpfungspolen sind die zusätzlichen Koppelelemente 9 und 10 vorgesehen, von denen das Koppeielement 9 mit dem Resonator 1 und dem Resonator 4 verbunden ist, während das zusätzliche Koppelelement 10 mit dem Resonator 4 und dem Resonator 7 verbunden ist.The additional coupling elements are used to generate damping poles 9 and 10 are provided, of which the coupling element 9 with the resonator 1 and the resonator 4 is connected, while the additional coupling element 10 with the resonator 4 and the resonator 7 is connected.

Der Torsionsresonator 4 ist bei der Anordnung nach Fig. 1 als Resonator mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet und weist zwei symmetrisch zu seiner Mitte angeordnete Querschnittsverengungen auf. Wegen der für den Biegeresonator und der für den Torsionsresonator geltenden unterschiedlichen pnysikalischen Gesetze würde sich sonst im allgemeinen für den Torsionsresonator 4 eine gegenüber den Biegeresonatoren 1 bis 3 bzw. 5 bis 7- größere Länge ergeben, denn es muß Ja auch vom Torsionsresonator gefordert werden, daß seine Eigenresonanz im Durchlaßbereich des Filters liegt.The torsion resonator 4 is in the arrangement according to FIG. 1 as a resonator designed with a circular cross-section and has two symmetrical to its center arranged cross-sectional constrictions. Because of the for the bending resonator and the different physical laws would apply to the torsion resonator Otherwise there is generally one for the torsion resonator 4 compared to the bending resonators 1 to 3 or 5 to 7- result in greater length, because it must also come from the torsion resonator it is required that its natural resonance is in the pass band of the filter.

Da der Torsionsresonator 4 zwei Querschnittsverengungen hat, kann er im Bereich der Resonatormitte die gleichen Querschnittsabmessungen wie die Biegeresonatoren 1 bis 3 bzw. 5 bis 7 haben, wodurch es gleichzeitig möglich wird, alle Koppelelemente 8 bis 10 im Bereich der Resonator mitte an den einzelnen Resonatoren zu befestigen. Aus Fig. 1 ist dies unmittelbar erkennbar, denn es sind dort die zusätzlichen Koppelelemente 9 und 10 an der Oberseite der einzelnen Resonatoren geführt, und es ist das die Bandbreite bestimmende Koppelelement 8 an der gegenüberliegenden Resonatorseite befestigt.Since the torsion resonator 4 has two cross-sectional constrictions, can it has the same cross-sectional dimensions as the bending resonators in the area of the center of the resonator 1 to 3 or 5 to 7, which makes it possible to use all coupling elements at the same time 8 to 10 to be attached to the middle of the individual resonators in the area of the resonator. This can be seen directly from FIG. 1, because there are the additional coupling elements 9 and 10 at the Top of the individual resonators, and it is the coupling element 8 on the opposite one that determines the bandwidth Attached to the resonator side.

Der Einbau von hantelförmigen Torsionsresonatoren in mechanische Filter mit Biegeschwingern ermöglicht also die Erzeugung von beliebigen Dämpfungspolen mit einfachen, geraden Uberkopplern.The installation of dumbbell-shaped torsion resonators in mechanical filters with flexural oscillators thus enables the generation of any desired damping poles with simple, straight overcouplers.

Die Eigenfrequenz eines Hantelresonators ist niedriger als die eines Schwingers mit durchgehend gleichem Querschnitt.The natural frequency of a dumbbell resonator is lower than that of one Oscillator with the same cross-section throughout.

Durch geeignete Wahl der Querschnittssprünge kann nun bei gleichzeitiger Übereinstimmung der Eigenfrequenz dia Länge eines Hantelresonators an die Länge der Biegeschwinger angepaßt werden. Außerdem wird die die Kopplung bestimmende effektive Masse von diesen Querschnittssprüngen beeinflußt. Die effektive Masse ist hierbei diejenige Masse, die ein hinsichtlich seines Schwgingungsverhaltens vergleichbarer Schwingers, dessen Querschnittsfläche über die gesamte Schwingerlänge konstant ist, aufweist.By suitable choice of the cross-sectional jumps can now with simultaneous Correspondence of the natural frequency of the length of a dumbbell resonator to the length the flexural oscillator can be adapted. In addition, the coupling determining the effective one Mass influenced by these cross-sectional jumps. The effective mass here is the mass that is comparable in terms of its oscillation behavior Transducer, the cross-sectional area of which is constant over the entire length of the transducer, having.

Bei der Fertigung und insbesondere dem anschließenden Endabgleich derartiger Hantelresonatoren ergibt sich nun die Schwierigkeit, daß bei der im allgemeinen geforderten Beibehaltung von Gesamtlänge und Durchmesser der Abgleich der Hantelresonatoren nur noch durch eine Korrektur der Abmessungen der Querschnittsverengungen vorgenommen werden kann. Durch eine solche Korrektur, beispielsweise des Durchmessers der Querschnittsverengungen kann sich jedoch in unerwünschter Weise ein starkes Mitziehen des die Kopplung bestimmenden und durch die benachbarten Resonatoren festgelegten Wertes der effektiven Masse des Resonators ergeben. Weiterhin ergeben sich bei derartigen Hantelresonatoren in Folge unvermeidlicher Fertigungsstreuungen hinsichtlich der Sollmaße unerwünscht große Abweichungen der effektiven Masse und der Resonanzfrequenz von den beim Filterentwurf festgelegten Sollwerten.During production and especially the subsequent final adjustment Such dumbbell resonators now have the difficulty that in general Required retention of the overall length and diameter of the balance of the dumbbell resonators only made by correcting the dimensions of the cross-sectional constrictions can be. By such a correction, for example the diameter of the cross-sectional constrictions However, in an undesirable manner, a strong dragging of the coupling determining factor can result and the effective mass value determined by the neighboring resonators of the resonator. Furthermore, there are dumbbell resonators of this type as a result of inevitable manufacturing deviations with regard to the Set dimensions undesirably large deviations in the effective mass and the resonance frequency of the setpoints specified when the filter was designed.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Ausbildung der Torsionsresonatoren anzugeben, durch die einerseits unvermeidbare Fertigungsstreuungen nur geringe Abweichungen der effektiven Masse und der Resonanzfrequenz zur Folge haben, und durch die andererseits eine gute Abgleichbarkeit hinsichtlich der Resonanzfrequenz bei gleichzeitiger minimaler Anderung der effektiven Masse gewährleistet ist.The invention is therefore based on these disadvantages to avoid and to specify a training of the torsion resonators, by the one hand unavoidable manufacturing deviations only small deviations in the effective mass and the resonance frequency, and through which, on the other hand, good adjustability with regard to the resonance frequency with a simultaneous minimal change in the effective Mass is guaranteed.

Ausgehend von einem elektromechanischen Filter mit mehreren parallelachsig angeordneten, stabförmig ausgebildeten mechanischen Resonatoren, die nebeneinander in einer Ebene liegen und über wenigstens einen Koppeldraht miteinander gekoppelt sind, und bei dem am Eingang und am Ausgang elektrostriktive Wandlerresonatoren zur Umwandlung elektrischer in mechanische bzw. zur Umwandlung mechanischer in elektrische Energie vorgesehen sind, das weiterhin wenigstens ein der Erzeugung von wenigstens einem Dämpfungspol dienendes zzsätzliches Koppelelement enthält, das ferner überwiegend Biegeresonatoren und wenigstens einen Torsionsresonator enthält, an den wenigstens eines der zusätzlichen Koppelelemente angreift, und bei dem der bzw. die Torsionsresonatoren in der Art von Hantelresonatoren mit einer oder zwei Querschnittsverengungen ausgebildet sind, derart, daß ihre Gesamtlänge L etwa der Länge der Biegeresonatoren entspricht, nach Patent ... (Anmeldung P 26 07 879.5-35), wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Falle von zwei Querschnittsverengungen diese symme- trisch zur Mitte der Torsionsresonatoren angeordnet sind, und daß die senkrecht zur Resonatorlängsachse ausgerichteten Mittelebenen der Querschnittsverengungen einen gegenseitigen Abstand A aufweisen, der innerhalb des durch die Grenzen A = 0,58 L und A = 0,67 L gegebenen Bereiches gelegen ist.Starting from an electromechanical filter with several parallel axes arranged, rod-shaped mechanical resonators, which are side by side lie in one plane and coupled to one another via at least one coupling wire are, and at the input and output electrostrictive transducer resonators for converting electrical into mechanical or for converting mechanical into electrical Energy are provided, the further at least one of the generation of at least contains an additional coupling element serving a damping pole, which also predominantly Contains bending resonators and at least one torsion resonator to the at least one of the additional coupling elements engages, and in which the torsion resonator or resonators designed in the manner of dumbbell resonators with one or two cross-sectional constrictions are such that their total length L corresponds approximately to the length of the bending resonators, according to patent ... (application P 26 07 879.5-35), this object is according to the invention solved by the fact that in the case of two cross-sectional constrictions this symmetrical trisch are arranged to the center of the torsion resonators, and that they are perpendicular to the longitudinal axis of the resonator aligned central planes of the cross-sectional constrictions a mutual distance A within that given by the limits A = 0.58 L and A = 0.67 L. Area is located.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich bei der wirtschaftlichen gleichzeitigen Fertigung beider Querschnittsverengungen durch ein Werkzeug, bei der sich im allgemeinen eine sehr genaue Einhaltung des gegenseitigen Mittenabstandes A der Querschnittsverengungen unabhängig von der Werkzeugabnutzung erzielen läßt. Durch die hierbei auftretenden unvermeidlichen Breitenschwankungen der Querschnittsverengungen ergibt sich gemäß der Erfindung nur eine sehr geringe Änderung der Resonanzfrequenz und der effektiven Masse.A particular advantage of the invention results in the economic simultaneous production of both cross-sectional constrictions by one tool which is generally a very precise maintenance of the mutual center-to-center distance A can achieve the cross-sectional constrictions regardless of the tool wear. Due to the unavoidable width fluctuations of the cross-sectional constrictions that occur here According to the invention, there is only a very small change in the resonance frequency and the effective mass.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich bei einem Verhältnis des Mittenabstandes A der Querschnittsverengungen zur Gesamtlänge L von wenigstens annähernd A,63. In diesem Fall ergibt sich sowohl für die effektive Masse als auch für die Eigenfrequenz ein Minimum der Abhängigkeit von Breitenschwankungen der Querschnittsverengungen.A particularly advantageous embodiment of the invention results with a ratio of the center-to-center distance A of the cross-sectional constrictions to the total length L of at least approximately A.63. In this case it results both for the effective Mass as well as for the natural frequency a minimum of the dependence on width fluctuations the cross-sectional constrictions.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.The invention is explained below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigen in der Zeichnung Fig. 1 eine aus dem Hauptpatent bekannte Ausführungsform eines elektromechanischen Filters aus mechanischen Biegeresonatoren mit einem zwei Querschnittsverengungen aufweisenden Torsionsresonator Fig. 2 eine Ausführungsform eines hantelförmigen A-Torsionsresonators mit zwei Querschnittsverengungen Fig. 3 eine Darstellung der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz und der relativen Masse in Abhängigkeit von der Breite der Querschnittsverengungen für einen h-Torsionsresonator Fig. 4 und Fii Darstellungen der Änderung von Eigenfrequenz und relativer Masse eines Torsionsresonators nach der Erfindung.It shows in the drawing Fig. 1 a known from the main patent Embodiment of an electromechanical filter made of mechanical bending resonators with a torsion resonator having two cross-sectional constrictions, FIG Embodiment of a dumbbell-shaped A torsion resonator with two cross-sectional constrictions Fig. 3 shows the dependence of the resonance frequency and the relative Mass as a function of the width of the cross-sectional constrictions for an h-torsion resonator Fig. 4 and Fii representations of the change in natural frequency and relative mass a torsion resonator according to the invention.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist ein hantelförmiger h-Torsionsresonator beispielsweise für ein Filter nach Fig. 1 dargestellt. Die Länge L und der Durchmesser D des Resonators ist hierbei auf die Länge und den Durchmesser der übrigen Resonatoren des Filters nach Fig. 1 abgestimmt. Durch im Bereich der Resonatormitte mit den übrigen Resonatoren übereinstimmende Querschnittsabmessungen ist es möglich, alle Koppelelemente im Bereich der Resonatormitte an den einzelnen Resonatoren zu befestigen. Die Querschnittsverengungen 41 und 42 sind symmetrisch zur Mitte des zylindrischen Torsionsresonators derart angebracht, daß der Resonator zwei gleiche äußere und einen mittleren Teil Jeweils gleichen Durchmessers enthält.In the embodiment according to FIG. 2, there is a dumbbell-shaped h-torsion resonator shown for example for a filter according to FIG. The length L and the diameter D of the resonator is here based on the length and the diameter of the remaining resonators of the filter of FIG. 1 matched. By in the area of the center of the resonator with the other resonators matching cross-sectional dimensions, it is possible all To attach coupling elements in the area of the resonator center on the individual resonators. The cross-sectional constrictions 41 and 42 are symmetrical to the center of the cylindrical Torsion resonator mounted in such a way that the resonator has two identical outer and a middle part of the same diameter contains.

Die Breite der Querschnittsverengungen beträgt beim Ausführungsbeispiel b und der gegenseitige Abstand der Mitten der beiden Querschnittsverengungen 41 und 42 soll einen Wert A aufweisen. Bei einem Verhältnis von Abstand A zur Gesamtlänge L zwischen den Werten 0,58 und 0,67 ergibt sich für den hantelförmigen Torsionsresonator nach Fig. 2 eine besonders geringe Beeinflussung der effektiven Masse und/oder der Resonanzfrequenz infolge von Fertigungsstreuungen. Weiterhin kann die beim Endabgleich erforderliche Korrektur der Resonanzfrequenz bei einem solchen Resonator durch eine weitere Verringerung des Durchmessers der Querschnittsverengungen 41 und 42 vorgenommen werden, ohne daß sich hierbei ein gleichzeitiges starkes Mitziehen der effektiven Masse und damit der Kopplung zu den benachbarten Resonatoren ergibt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die effektive Masse im Gegensatz zur Eigenfrequenz nur unter relativ hohem Aufwand zu messen bzw. auch abzugleichen ist.The width of the cross-sectional constrictions is in the exemplary embodiment b and the mutual distance between the centers of the two cross-sectional constrictions 41 and 42 should have a value A. At a ratio of distance A to the total length L between the values 0.58 and 0.67 results for the dumbbell-shaped torsion resonator According to FIG. 2, a particularly small influence on the effective mass and / or the Resonance frequency due to manufacturing variations. Furthermore, during the final adjustment necessary correction of the resonance frequency in such a resonator by a further reduction in the diameter of the cross-sectional constrictions 41 and 42 made without the simultaneous strong pulling of the effective Mass and thus the coupling to the neighboring resonators. This is from of particular importance, since the effective mass in contrast to the natural frequency only can be measured or compared with relatively great effort.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bemessung des Torsionsresonators ergibt sich durch einen besonders flachen Verlauf der effektiven Masse in Abhängigkeit von der Einstichbreite, so daß eine Abgleichmöglichkeit auch durch Veränderung der Einstichbreite gegeben ist, ohne daß sich dabei die effektive Masse des Torsionsresonators stark ändert.Another advantage of the dimensioning of the torsional resonator according to the invention results from a particularly flat course of the effective mass as a function of the groove width, so that an adjustment option can also be made by changing the Puncture width is given without affecting the effective mass of the torsion resonator changes greatly.

In der Fig. 3 ist für einen hantelförmigen Torsionsresonator konstanter Länge L nach Fig. 2 die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz und der relativen Masse von der Breite b der Querschnittsverengungen dargestellt. Hierbei ist der Verlauf der Eigenfrequenz in Form von durchgehend eingetragenen Kurven für unterschiedliche Mittenabstände A der Querschnittsverengungen von 8,5 bis 12mm dargestellt.In Fig. 3 is more constant for a dumbbell-shaped torsion resonator Length L according to FIG. 2 shows the dependence of the resonance frequency and the relative mass shown by the width b of the cross-sectional constrictions. Here is the course the natural frequency in the form of continuously plotted curves for different Center-to-center distances A the cross-sectional constrictions from 8.5 to 12mm are shown.

Es ergibt sich für jede dieser Kurven ein Minimum, das mit abnehmendem Mittenabstand A flacher wird. In der Darstellung nach Fig. 3 ist weiterhin der Verlauf der relativen Masse m/mB für einen solchen hantelförmigen Torsionsresonator bei tangentialer Ankopplung in der Schwingermitte wiederum für verschiedene Mittenabstände A zwischen 8,5 und 12mm gestrichelt dargestellt. Die effektive Masse wurde hierbei ermittelt, nachdem durch Änderung des Durchmessers der Querschnittsverengungen die Eigenfrequenz konstant gehalten wurde. Dies entspricht etwa dem geforderten Frequenzabgleich beispielsweise durch Materialabtrag am Einstich.For each of these curves there is a minimum that decreases with Center-to-center distance A becomes flatter. In the illustration according to FIG. 3, the course is also shown the relative mass m / mB for such a dumbbell-shaped torsion resonator tangential coupling in the center of the transducer, in turn, for different center distances A between 8.5 and 12mm shown in dashed lines. The effective mass was here determined after changing the diameter of the cross-sectional constrictions Natural frequency was kept constant. This corresponds roughly to the required frequency adjustment for example by removing material from the groove.

Es ist der Fig. 3 weiterhin zu entnehmen, daß die Größe der effektiven Masse durch die Wahl des Mittenabstandes A der beiden Querschnittsverengungen beeinflußt werden kann. Aus dem Verlauf der Kurven für die effektive Masse m/m zeigt sich, daß sich innerhalb des Bereiches von A/L zwischen 0,58 und 0,67 für jeden Mittenabstand A bei jeweils einer bestimmten Breite b der Querschnittsverengungen ein Minimum ergibt, in dessen Umgebung die Empfindlichkeit hinsichtlich Veränderungen der effektiven Masse besonders gering ist.It can also be seen from Fig. 3 that the size of the effective Mass influenced by the choice of the center-to-center distance A of the two cross-sectional constrictions can be. The course of the curves for the effective mass m / m shows that that is within the range of A / L between 0.58 and 0.67 for each center-to-center distance A at a certain width b of the cross-sectional constrictions a minimum results, in the vicinity of which the sensitivity to changes in the effective Mass is particularly low.

Eine besonders vorteilhafte Dimensionierung ergibt sich bei einem Verhältnis des Mittenabstandes A der Querschnittsverengungen zur Länge L des Resonators von 0,63.A particularly advantageous dimensioning results in one Ratio of the center-to-center distance A of the cross-sectional constrictions to the length L of the resonator of 0.63.

Bei dieser Bemessung ergibt sich sowohl für die effektive Masse als auch für die Eigenfrequenz gleichzeitig ein Minimum der Abhängigkeit von der Breite b der Querschnittsverengungen. Ein solcher Fall ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt.With this dimensioning, both the effective mass and also for the natural frequency at the same time a minimum of the dependence on the width b the cross-sectional constrictions. Such a case is shown in FIGS.

Im einzelnen zeigt die Fig. 4 für einen hantelförmigen Torsionsresonator der Bemessung A=10,7mm=0,63oL und der Ausgangsbreite b der Querschnittsverengungen von 3,5mm die Änderung der Eigenfrequenz in Abhängigkeit von einer Korrektur zAb der Breite b der Querschnittsverengungen.4 shows in detail for a dumbbell-shaped torsion resonator the dimensioning A = 10.7mm = 0.63oL and the initial width b of the cross-sectional constrictions of 3.5mm the change in the natural frequency depending on a correction zAb the width b of the cross-sectional constrictions.

Fig. 5 zeigt für den gleichen Resonator die relative Änderung der effektiven Masse nach einem Frequenzabgleich ebenfalls in Abhängigkeit von der Breitenkorrektur A Ab der Querschnittsverengungen. Aus den Darstellungen nach den Fig. 4 und 5 ergibt sich für die vorstehend angegebene Bemessung der Torsionsresonator bei einer Veränderung der Einstichbreite von 5,7% eine Änderung der Eigenfrequenz von lediglich 0,4°/oo und eine relative Änderung der effektiven Masse von nur 0,25°/oo.Fig. 5 shows the relative change in the same resonator effective mass after a frequency adjustment also depending on the latitude correction A From the cross-sectional constrictions. From the representations according to FIGS. 4 and 5 results for the dimensioning of the torsion resonator given above in the event of a change the puncture width of 5.7% a change in the natural frequency of only 0.4% and a relative change in effective mass of only 0.25 per cent.

2 Patentansprüche 5 Figuren2 claims 5 figures

Claims

Claims 1. Electromechanical filter with several parallel axes arranged, rod-shaped mechanical resonators, which are side by side lie in one plane and coupled to one another via at least one coupling wire are, and at the input and output electrostrictive transducer resonators for converting electrical into mechanical or for converting mechanical into electrical Energy are provided, the further at least one of the generation of at least contains a damping pole serving additional coupling element, which also predominantly Contains bending resonance and at least one torsion resonator to the at least one of the additional coupling elements attacks, and in which the or

the torsion resonators in the manner of dumbbell resonators with a or two cross-sectional constrictions are formed such that their total length L corresponds approximately to the length of the bending resonators, according to patent .............

(Registration P 26 07 879.5-35), d u r g e k e n n z e i c h n e t that in the case of two cross-sectional constrictions (41,42) these are symmetrical to Center of the torsion resonators are arranged, and that the perpendicular to the longitudinal axis of the resonator aligned central planes of the cross-sectional constrictions a mutual distance A within that given by the limits A = 0.58 L and A = 0.67 L. Area is located.

2. Electromechanical filter according to claim 1, d a -d u r c h g e it is not indicated that the ratio A / L of the mutual distance A of Central planes of the cross-sectional constrictions (41, 42) for the total length L have a value of has at least approximately AXL = 0.63.