DE2824371C2

DE2824371C2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter

Info

Publication number: DE2824371C2
Application number: DE2824371A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Hirakata Osaka Nagasawa; Masahide Neyagawa Osaka Tsukamoto; Hiroshi Katano Osaka Yamazoe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1978-06-01
Publication date: 1984-07-05
Also published as: JPS5740683B2; JPS54844A; FR2401551B1; FR2401551A1; US4203082A; GB1604573A; DE2824371A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein akustisches Oberflächenwellenfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine akustische Oberflächenwelle wird von einem Interdigitalwandler auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats innerhalb eines Frequenzbereichs angeregt, der vom Aufbau des Interdigitalwandlers und der

akustischen Oberflächengeschwindigkeit des piezoelektrischen Substrats abhängt. Es sind akustische Oberflächenwellenfilter (im weiteren als SAW-Filter bezeichnet) vorgeschlagen worden, die die Eigenschaften einer Anordnung ausnutzen, bei der ein erster Interdigitalwandler (Eingangswandler) elektrische Eingangssignale in eine akustische Oberflächenwelle mit Frequenzeigenschaften umsetzt, die von dem Aufbau des Interdigital-Wandlers bestimmt werden, und bei der ein zweiter Interdigitalwandler (Ausgangswandler) die akustische Welle empfängt und sie in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzt, dessen Frequenzeigenschaften wiederum vom Aufbau des Ausgangswandlers abhängen. Solche Filter sind für viele Einsatzfälle — beispielsweise Videozwischenfrequenzfilter (VI F) in FS-Empfängern — verwendbar.
SAW-Filter werden jedoch derzeit vielfach nicht angewandt, weil es schwierig ist, mit ihnen eine geringe

ίο Einfügungsdämpfung bei geringer Welligkeit der Durchlaßkurve zu erreichen. Diese Welligkeit im Amplitudengang des übertragenden Signals und auch die Welligkeit der Gruppenverzögerung werden verursacht durch Mehrfachreflexionen der akustischen Oberflächenwelle zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangswandler. Unter den mehrfach reflektierten Wellen ist die zweifach reflektierte die stärkste; diese Welle wird als »Triple Transit Echo« (TTE-WeIIe) bezeichnet. Dabei breitet sich die vom Eingangswandler angeregte akustische Oberflächenwelle zum Ausgangswandler hin aus, der die einfallende Welle reflektiert, die sich dann zum Eingangswandler zurückbewegt, an dem die Welle erneut zum Ausgangswandler hin reflektiert wird. Diese zweifach reflektierte akustische Weile (TTE-Weile) ist um 2 τ gegenüber der Hauptwelle (ein Durchgang) verzögert, wobei r die Zeit ist, die die akustische Welle benötigt, um vom Eingangswandler zum Ausgangswandler zu laufen. Infolge der Wechselwirkung der TTE-WeIIe mit der Hauptwelle entsteht die Welligkeit des Amplituden- und des Gruppenverzögerungsgangs.

Bei herkömmlichen SAW-Fiitern ist es bekannt, daß sich die Stärke der TTE-WeIIe mit folgender Beziehung annähern läßt:

TTE(dB) =- (2 χ Einfügungsdämpiung + 6)(dB)

Beispielsweise wird der TTE-Pegel zu —26 dB, wenn die Grenze der Einfügungsdämpfung für den praktischen Gebrauch zu 1OdB bestimmt worden ist. Ein Abstand von —26 dB ist nicht akzeptabel. In der Praxis sind mindestens —40 dB erforderlich. Die oben angeführte TTE-WeIIe verursacht Geister und Farbartverzerrungen, so daß die gewünschte Farbe nicht wiedergegeben wird und weiterhin verschwimmt oder auch überscharf erscheint.

Für die Mehrfachreflexionen in SAW-Filtern gibt es zwei Ursachen. Zunächst ist eine von ihnen die Diskontinuität der akustischen Impedanz, die das auf dem piezoelektrischen Substrat zur Herstellung des Ein- und des Ausgangswandlers aufgebrachte Metall bewirkt. Der andere Grund ist die Regenerierung der akustischen Oberflächenwelle durch den Ausgangswandler, der die vom Eingangswandler angeregte einfallende Welle empfängt, seinerseits aber ebenfalls als Sender wirkt. Die Amplitude und Phase der regenerierten Weile hängen von der Last am Ausgangswandler ab. Diese Regenerierung der akustischen Welle tritt auch am Eingangswandler auf. Schließlich erfolgt eine Mehrfachreflexion. Die von den oben genannten Ursachen bewirkte Mehrfachreflexion ist schwer zu unterdrücken. Es ist bekannt, daß die von der ersten Ursache bewirkte Mehrfachreflexion sich mit gespaltenen Elektroden unterdrücken lassen, bei denen jeder Finger des Fingerwandlers eine Breite von V₈ der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei einer Frequenz hat, bei der der Wandler ein Maximum im Amplitudengang zeigt; weiterhin betragen die Fingerabstände ebenfalls Vg Wellenlänge. Die von der letztgenannten Ursache bewirkten Mehrfachreflexionen sind jedoch schwer zu unterdrücken.

Es sind mehrere Lösungen bekannt, um die von der letztgenannten Ursache bewirkten Mehrfachreflexionen zu unterdrücken. Ein Beispiel dafür ist, zum Eingangs- und Ausgangswandler zusätzlich reflektierende Wandler zu verwenden, die von dem Eingangs- oder Ausgangswandler einen Abstand von V₄ der Wellenlänge haben. Die von den Reflexionswandlern reflektierten Wellen treten mit den vom Ein- und vom Ausgangswandler reflektierten Wellen in Wechselwirkung derart, daß die vom Ein- und Ausgangswandler reflektierten Wellen unterdrückt werden. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung eines Eingangswandlers, den man aus zwei oder drei Wellen mit einem Phasenunterschied von 120° ansteuert, und eines Ausgangswandlers, der gleich dem Eingangswandler

so aufgebaut ist und als Umkehrwandler wirkt, der die akustischen Wellen wieder zu elektrischen Signalen wandelt. Diese Verfahren zur Unterdrückung der TTE-Wellen haben jedoch Nachteile. Im ersteren Fall ist ein großes piezoelektrisches Substrat erforderlich, um die Reflexionswandler aufzubringen.' Im letzteren Fall wird der Aufbau des Ein- und des Ausgangswandlers kompliziert; es sind weiterhin zwei- oder dreiphasige Signalquellen und desgleichen entsprechende Schaltungen zur Rückumsetzung der Signale erforderlich.

Aus der DE-OS 25 58 145 ist ein akustisches Filter für Oberflächenwellen bekannt, bei dem sich Echos in der Oberflächenwelle unterdrücken lassen, die sowohl durch mechanische als auch durch elektrische Reflexionen entstanden sind. Zu diesem Zweck weist wenigstens einer der Wandler eine abgestufte Konfiguration auf, so daß der Ausbreitungsweg der Oberflächenwelle in eine Mehrzahl von Ausbreitungskanälen unterteilt wird. Die Phasendifferenz der Kanäle und die Länge der einzelnen Abschnitte der Fingerelektroden werden so gewählt, daß das Vielfach-Reflexionsecho (TTE-WeIIe) zwischen dem Eingangs- und Ausgangswandler auf ein Minimum gebracht wird. Bei der genannten DE-OS beruht die Wirkung der Unterdrückung darauf, daß mechanische Reflexionen und die elektrisch regenerierten akustischen Obcrflächenwellen so addiert werden, daß sie sich auslöschen. Dies setzt aber voraus, daß die mechanische Reflexion durch die Herstellung der Einrichtung gesteuert bzw. beeinflußt werden muß.

M Im Gegensai/. dazu besteht die Aufgabe der vorliegenden F.rfindung darin, ein akustisches Oberflächenwellenfilter anzugeben, bei dem sich nur elektrisch regenerierte Oberflächenwcllcn unterdrücken lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein wie eingangs bereits erwähntes akustisches Oberflächenwellenfilter gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich eine geringe Einfügungsdämpfung als auch eine geringe TTE-Amplitude bei einem einfachen Aufbau des Eingangs- und Ausgangswandlers erreichen lassen.

Die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung sollen nun unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Dabei sind in der Beschreibung die lnterdigitalwandlcr lediglich als Wandler bezeichnet. Es zeigt '»

F i g. 1 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsforni eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschattung;

Fig. Γ eine schematisierte Zeichnung entsprechend der F i g. 1, bei der jeder Finger des Wandlers als Spaltelektrode aufgebaut ist;

Fig. 2 den Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach Fig. 1 und eines to herkömmlichen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 3 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsform eines weiteren akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschallung;

F i g. 4 den Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach F i g. 3 und eines herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 5 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsform eines weiteren akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschallung; F i g. 6 den Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach Fig. 5;

F i g. 7 den Zusammenhang zwischen der Einfügungsdämpfung und der Welligkeit eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach Fig. 5;

F i g. 8 den Zusammenhang zwischen der Einfügungsdämpfung und der Welligkeit eines herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 9 eine schematisierte Draufsicht eines Oberflächenwellenfilters nach F i g. 5 und seiner elektrischen Beschallung, die sich von der der F i g. 5 unterscheidet;

F i g. 10 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsform eines weiteren akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschallung;

F i g. 11 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsform eines weiteren akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschallung; F i g. 12A und 12B schematisierte Darstellungen der Längenabstufung der Fingerelektroden;

F i g. 13 den Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach F i g. 11, bei dem die Längenabstufung der Elektrodenfinger sich von der der F i g. 11 unterscheidet, und eines herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfilters mit bekannter Längenabstufung;

Fig. 14 den gemessenen Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach F i g. 11 und eines herkömmlichen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 15A und 15B schematisierte Darstellungen, die die Modifikation der Längenabstufung mit unveränderter Gewichtungsfunktion;

F i g. 16 schematisierte Draufsichten einer Ausführungsform eines weiteren akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Erfindung und seiner elektrischen Beschallung;

F i g. 16' den Zusammenhang der Abstände zwischen den Teilen des ersten, zweiten und dritten Wandlers im Fall von zwei Teilwandlern;

Fig. 16" den Zusammenhang der Abstände zwischen den Teilwandlern des ersten, zweiten und dritten Wandlers im Fall von drei Teilwandlern; M

F i g. 17 den Frequenzgang der Amplitude eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach F i g. 16 und eines f|

herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 18 eine schematisierte Draufsicht einer Ausführungsform des gegenüber dem der F i g. 16 modifizierten akustischen Oberflächenwellenfilters und seiner elektrischen Beschallung;

Fig. 19A, 19B und 19C die Abänderung der Längenabstufung hinsichtlich der Umwandlung der komplexen Konfiguration der F i g. 16 auf eine einfache Konfiguration der F i g. 18 bei unveränderter Gewichtungsfunktion; und

F i g. 20 den gemessenen Frequenzgang der Amplitude eines der F i g. 18 entsprechenden akustischen Oberflächenwellenfilters und eines herkömmlichen Oberflächenwellenfilters.

Wie in F i g. 1 dargestellt, liegt eine Signnlnuelle 15 in Reihe mit einem Widerstand 16, bei dem es sich um den Innenwiderstand der Signalquelle handelt und der an den Eingangswandler 12 führt, der auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats 11 eine akustische Oberflächenwelle anregt. Ein zweiter Wandler 13 und ein dritter Wandler 14 sind beiderseits des ersten Wandlers 12 angeordnet. Der zweite und der dritte Wandler 13,14 sind über einen Widerstand 18 als Ausgangslast miteinander in Reihe geschaltet. Die Spulen 17, 19 liegen zur Abstimmung parallel zum Quell- und Lastwiderstand 16,18. Der erste, zweite und dritte Wandler besteht jeweils aus zwei Kammelektrodenanordnungen, die elektrisch leitfähig sind. Die Wandler werden üblicherweise als Interdigitalwandler bezeichnet Das piezoelektrische Substrat kann ein piezoelektrischer Kristall aus LiNbOj, LiTaO₃, Bi)₂GeO₂₀, SiO₂ usw., eine piezoelektrische Keramik wie PZT oder eine piezoelektrische Dünnschicht μ wie ZnO auf Glas sein. /1 und I₂ sind die Abstände zwischen den Mittellinien des ersten und des zweiten Wandlers 12, 13 bzw. den Mittellinien des ersten und des dritten Wandlers 12, 14. Haben die Kammelektroden eine ungerade Fingerzahl, liegt die Mittellinie in der Mitte des Mittelfingers des Wandlers; bei gerader Fingerzahl liegt die Mittellinie im Zwischenraum zwischen den beiden mittleren Wandierfingern. l\_t und ki sind die Abstände /1 und /₂ im Oberteil des gemeinsarnen Bereichs (Breite H^des oberen und des unteren Kamms. Weiterhin sind l\b und Iv, die Abstände 1\ und I₂ im unteren Teil des gemeinsamen Bereichs (W) Wie in F i g. 1 gezeigt, ändern sich /1 und h in y- Richtung, die rechtwinklig zur x- Richtung liegt, die ihrerseits diejenige Richtung ist, in der sich die vom ersten Wandler 12 erregte akustische Oberflächenwelle fortpflanzt

Der erste Wandler 12 regt zwei akustische Oberflächenwellen an, von denen eine zum zweiten Wandler 13, die andere zum dritten Wandler 14 läuft.

Diese Wellen werden vom zweiten und dritten Wandler teilweise reflektiert und laufen teilweise durch den zweiten und dritten Wandler, während die Restwellen (nicht reflektierte Wellen) zu elektrischen Signalen umgesetzt werden, die als Ausgangssignale über der Last 18 erscheinen. Die vom zweiten und dritten Wandler reflektierten Wellen werden teilweise vom ersten Wandler reflektiert, laufen teilweise durch den ersten Wandler und gehen zum dritten und zweiten Wandler weiter. Auf diese Weise tritt eine starke Verkopplung des ersten, zweiten und dritten Wandlers auf.

In der F i g. 1 der vorliegenden Anmeldung unterscheiden sich die Abstände /ι, und h, von /κ, bzw. /26, um die Welligkeit des Amplituden- und Gruppenverzögerungsgangs zu unterdrücken. Die Differenzen zwischen den Abständen /i,und /|/,und zwischen h, und /2/, erfüllt die Beziehung

Abs(lu - l\b) = Abs(h, - hb) = λ/ίο,

wobei /ίο die Wellenlänge der akustischen Welle bei der Mittenfrequenz f_c ist, bei der der erste Wandler ein Maximum des Amplitudengangs zeigt, und « zwischen 0,15 und 0,45 liegt und vorzugsweise 0,3 beträgt. Im herkömmlichen Fall gilt λ = 0 (herkömmliche 3-Wandler-Konfiguration). Wie oben erläutert, lassen sich die Wellenreflexionen auf zwei Ursachen zurückführen. Die eine ist die Diskontinuität der akustischen Impedanz infolge der Masse des aufgebrachten Metalls (Elektrode), die andere ist die Regenerierung der akustischen Welle durch die Wandler, die von der elektrischen Impedanz der Quelle und der Last abhängt. Die erste Ursache läßt sich leicht beseitigen, indem man, wie in Fig. V gezeigt, auf bekannte Weise die Elektrodenfinger spaltet (hat das piezoelektrische Material eine sehr niedrige Koppelkonstante, wird die Diskontinuität der akustischen Impedanz vernachlässigbar). Die vorliegende Erfindung beseitigt nun die zweite Ursache. In den hier beschriebenen Beispielen hinsichtlich der Filter nach der vorliegenden Erfindung und herkömmlicher Filter wird die Konfiguration mit gespaltenen Elektroden verwendet, weil das hier benutzte piezoelektrische Substrat eine hohe Koppelkonstante hat. Verwendet man ein piezoelektrisches Substrat mit sehr niedriger Koppelkonstante (bspw. Zinkoxid und S1O2). ist diese Elektrodenfingerkonfiguration nicht erforderlich.

Wie sich aus Fig. Γ ergibt, entspricht zur Definition der Abstände zwischen den Elektroden im Fall der gespaltenen Elektrodenfinger die Mitte des Spalts zwischen den gespaltenen Elektrodenfinger der Mitte der nichtgespaltenen Elektrodenfinger.

Die Fig. 2 zeigt den Frequenzgang der Amplitude eines herkömmlichen Filters in 3-Wandler-Konfiguration und eines Filters nach der vorliegenden Erfindung, wie es bspw. die F i g. 1 zeigt. Zur Messung waren die Anzahl der Finger (bzw. Elektroden) in jedem Wandler gleich; im Fall der F i g. 2 betrug sie 32. Die Widerstände 16,18 der Quelle und der Last sind jeweils 50 Ohm. Die Abstimminduktivitäten 17,19 liegen parallel zum Quell- und Lastwiderstand und betragen 0,2 μΗ bzw. 0,44 μΗ. Bei dem eingesetzten piezoelektrischen Substrat handelt es sich um eine Keramik aus Bleititanat-Bleizirconat-Bleimagnesium-niobat mit einer wirksamen Koppelkonstanten von 0,2 und einer akustischen Oberflächengeschwindigkeit von 2330,5 msec. Die Kapazität zwischen zwei nebeneinanderliegenden Elektrodenfingern beträgt 4,9 pF/mm.
Die geometrische Konfiguration ist wie folgt.

Im Fall des Beispiels nach der vorliegenden Erfindung nach F i g. 2A:

W = 0,6 mm;/,, = /2, = 26,Ο/ίο;/ΐή = hb = 26,34,(d. h.rv = 0,3);

und /, und /2 ändern sich linear zwischen 26,0 Ao und 26,3 A₀, wobei /Zo die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mittenfrequenz /Ό ist, bei der die Wandler ihr Ansprechmaximum zeigen; sie folgt der Beziehung

A₀ = v/f_n = 2 d,

in der ν die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle und d der Abstand zwischen den Mitten nebeneinanderliegender Finger in der x-Richtung ist.
Für den herkömmlichen Wandler gilt:

IV = 0,3 mm,/„ = I₂, = h t = hb = 26,0 A₀[U. h.a = 0).
55

In der Fig.2 zeigt die durchgezogene Kurve A den Frequenzgang der Amplitude des Filters nach der vorliegenden Erfindung, die gestrichelte Kurve B den des herkömmlichen Filters in 3-Wandler-Konfiguration. In diesem Beispiel wurde variiert; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt, die den Zusammenhang zwischen tx. und der Einfügungsdämpfung sowie der Welligkeit der Gruppenverzögerung ausweist:

0	7.5
0,1	7,5
0,15	7,7
0,2	8,0
0,3	9,0
0,4	9,5
0,45	10,5
0,5	12,0

Hinfügungs- Welligkeil der verlust Gruppcnverzögerung (dB) (ns)

150 5

70 in

Die Einfügungsdämpfung nimmt mit steigendem ix monoton ab. während die Welligkeit der Gruppenverzögerung bei λ = 0,3 bis 0,4 ein Minimum zeigt. Aus der Tabelle 1 ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung wirkungsvoll ist. Ein Wert von λ = 0,15 bis 0,45 ist für eine geringe Welligkeit der Gruppenverzögerung und verhältnismäßig geringe Einfügungsdämpfung bevorzugt. Der bevorzugte Zusammenhang zwischen /|„ /;,·, l;b und /₂6 (insbesondere der Differenzen wie (Iu, — Iu) und (l₂h - /21)) hängt von den Quell- und Lastimpedanzen ab. In dem oben beschriebenen Beispiel gelten die Zusammenhänge

/,, = I₂, = 26,0 λ) sowie h _b = h_b = 26,3/iobzw.
(Iu, -Iu) = (lib - h,) = 0.3 /J₀ (d. h.« = 0,3).

Andere Zusammenhänge

/,, = I₂, = 3O/2üUnd/ii, = hb = 30,3 A_n

ergeben den gleichen Effekt. Der bevorzugte Zusammenhang hängt weiterhin von der Konfiguration der Wandler ab — bspw. mit unterschiedlicher Fingerzahl oder Mittenfrequenz ausgeführte Wandler oder längen- bzw. breitengewichteter Wandler. Das heißt, daß die bevorzugten Zusammenhänge hauptsächlich von der Mittenfrequenz der Wandler, der Anzahl der Finger der Wandler und deren Gestalt bzw. Längen- bzw. Spaltbreitengewichtung abhängt. In der Praxis wählt man bevorzugt h, = I₂, sowie hb = hb- Die Induktivitäten 17,19 lassen sich auch mit der Last und der Quelle in Reihe schalten. Zuweilen sind zur Impedanzanpassung Reiheninduktivitäten vorzuziehen, wenn nämlich die Ein- und Ausgangsimpedanz des SAW-Filters groß gegenüber der Quell- und der Lastimpedanz sind. Weiterhin kann man auch den zweiten und dritten Wandler parallel schalten, wie es die F i g. 9 zeigt, die unten ausführlich beschrieben ist. Auch in diesem Fall erhält man analoge Ergebnisse.

Die Fig.3 zeigt ein weiteres Beispiel. In der Fig.3 ist die Quelle 35 an den ersten Wandler 32 gelegt. Der Widerstand 36 ist der Innenwiderstand der Quelle 35. Der zweite und der dritte Wandler liegen in Reihe über einen Widerstand 37, die Ausgangslast. Diese Wandler sind auf ein piezoelektrisches Substrat 31 aufgebracht. Die Induktivitäten 38, 39 dienen zur Abstimmung. Der erste Wandler 32 ist sich verjüngend ausgeführt, wie dargestellt, wobei der Abstand d\ zwischen den Mittellinien nebeneinanderliegender Finger sich in der y-Richtung, die rechtwinklig zur x-Richtung, der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle verläuft, verändert. Es gilt also du Φ du* Andererseits sind die Abstände der Mitten nebeneinanderliegender Finger im zweiten und dritten Wandler 33, 34 in y-Richtung konstant, d. h. du = djb und du = dib. Der Abstand l\, und hb zvischen dem ersten und dem zweiten Wandler 32,33 und der Abstand l·, und h_b zwischen dem ersten und dem dritten Wandler 32,34 ändert sich also in .y-Richtung, wobei Iu, hh, hi und hb zwischen dem ersten und zweiten Wandler einerseits und dem ersten und dritten Wandler andererseits jeweils den Abstand zwischen den Mittellinien der drei Wandler bezeichnen. Die Indizes »t« und »b« für du, d\b. d_2t, c/jk du, dib. Iu, hb, h< und hb bezeichnen jeweils Punkte im obersten (»top«) bzw. untersten (»bottom«) Teil des Eingriffsbereichs (W), wie gestrichelt gezeigt. Die mit »y« bezeichneten Punkte betreffen die Lage y in F i g. 3.

Inder Fig. 3 bezeichnet die Lage y die Lage der Mitte in y-Richtung zwischen zwei zur x- Richtung parallelen Linien, die ein Segment jedes der drei Wandler definieren, in dem die beiden parallelen Linien so weit wie möglich beabstandet sind unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen den Mittellinien des ersten und des zweiten Wandlers und der Abstand zwischen den Mittellinien des ersten und des dritten Wandlers sich für jedes yzwischen den beiden parallelen Linien als konstant betrachten lassen. Nach der vorliegenden Erfindung soll der Abstand zwischen den Mittellinien des ersten und des zweiten Wandlers und auch der Abstand zwischen den Mittellinien des ersten und des dritten Wandlers sich in y-Richtung linear ändern, damit man eine Glättung der Welligkeit des Frequenzganges der Amplitude erhält. Indem man die obige Definition der y-Lage anwendet, müssen die Punkte auf der Mittellinie des zweiten und des dritten Wandlers für alle y auf bzw. im wesentlichen auf einer Geraden liegen, die zur vertikalen Mittellinie des ersten Wandlers geneigt ist Diese lineare Änderung ω der Abstände zwischen den drei Wandlern in y-Richtung ist eine Forderung für alle Beispiele der vorliegenden Erfindung.

In diesen Konfigurationen ist die Mittenfrequenz des ersten Wandlers 32 für die Lage y wie folgt definiert:

= vl2d\y,

wobei ν die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle ist. Die Mittenfrequenz des ersten Wandlers 32 ändert sich in y-Richtung bzw. für jede Lage. Andererseits sind die Mittenfrequenzen (Fn)₂ und ^"0)3 des. ersten und

zweiten Wandlers unabhängig von der >-Lage konstant Die Eigenschaften des SAW-Filters der F i g. 3 und eine;» herkömmlichen 3-Wandler-Filters sind in Fig.4 gezeigt, die für gleiche Fingerzahl, nämlich 32, des ersten, zweiten und dritten Wandlers, gleiche Quell- und Lastwiderstände, d. h. 50 Ohm, gleiche Abstimminduktivitäten 38, 39 von je 0,1 μΗ. eine Breite von 0,3 mm und ein Keramiksubstrat wie im Beispiel der F i g. 1 gelten. In der F i g. 4 gilt die durchgezogene Kurve A für ein Filter nach F i g. 3 mit

(fo)u = (fo)z = (foh = 57 MHz.
f/ö)ift= 57,675 MHz,

/„ = I₂, = 26.0 (yio) „ = 26,0 · V(Fo)₁, = 1,063 mm,
,ο /,* = /,f, = 18,O(yJo) ι* -1- 8.0(/2o)₂ = 18,0 · v/(f_o)\b+ 8.0 · v/([_a)₂ = 1,054 mm

und (fo)n linear zwischen (f_o)\, und (fa)\b variiert, die S.Ofache Wellenlänge für den ersten Wandler, die 10,0fache Wellenlänge für den Abstand zwischen dem ersten und dem zweiien oder zwischen dem ersten und dem dritten Wandler und die 8,0fache Wellenlänge für den zweiten oder dritten Wandler. In diesem Beispiel λ = 0,22 nach der Beziehung

λ = Abs(l„ - l_ib)/(Ao)u

(wenn die Wellenlängen (Aa)\, und (A₀) κ, sich nur geringfügig, d.h. um weniger als 1 oder 2% unterscheiden, ändert sich auch α um nur wenige Prozent, auch wenn man (An)\, durch (/Jo)i6 ersetzt). Die gestrichelte Kurve B gilt für das herkömmliche Filter mit

C/o)„ = tfOi/. = (h)i = (fo)A = 57 MHz,
Ai = /21 = l\b = hh = 1.063 mm.
25

Aus den Ergebnissen ist zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung vorteilhafte Resultate bringt. Desgleichen

lassen sich gute Ergebnisse mit λ = 0,15 bis 0,45 erreichen, wenn man die Abstände zwischen den Wandlern ändert, wie in F i g. 3 gezeigt. Weiterhin kann man (f_o)\b zwischen 57,45 und 58,35 variieren (entsprechend λ = 0,1 bis 0,45). Aus den Untersuchungen der Konfiguration der F i g. 3 hat sich ergeben, daß zur Verringerung der Welligkeit im Amplitudengang des Filters die Abstände /|,, A₁ folgende Beziehung erfüllen sollten:

in der π konstant ist und die Mittenfrequenz (7Ό)ι.. linear von (f_o)i, auf (f_a)\b übergeht. (fa)\, und (7o)i<> lassen sich aus J5 den Beziehungen (1) und (2) bestimmen. Der Optimalwert der Mittenfrequenz (7Ό)ι, und (7o)it>, d. h. das Optimum von α kann aus der Mittenfrequenz des erforderlichen Durchlaßbandes und Parametern wie der Fingeranzahl der Wandler, der Formabstufung der Finger (»apodized finger«) usw. bestimmt werden. Obgleich die Mittenfrequenz (To)₁, und die Abstände Iu, h_y in diesem Beispiel linear variieren, braucht diese Linearität nicht sehr streng eingehalten zu werden. 1st die Abweichung inf/O)i> von der Linearität im Vergleich zuf/O)u — (7o)it gering, erhält man gute Ergebnisse. Auch geringe Abweichungen von /·, und /2, von einer genauen Linearität sind zulässig. Im Vorzugsfall der Erfüllung der Beziehung

/ι» = h> = ⁿ ■ ^v/(i)\>

sind /|, und ^₁ nicht linear, wenn man f/o)i> linear variiert; die Abweichung ist aber wegen des Änderungsbereichs von (70)ii sehr gering.

Ein weiteres Beispiel für ein Filter nach der vorliegenden Erfindung ist in F i g. 5 gezeigt. F i g. 5 entspricht im Prinzip der F i g. 3, wobei jedoch der zweite und dritte Wandler 53, 54 sich von denen des Beispiels der F i g. 3 unterscheiden.

Sie sind wie der erste (mittlere) Wandler 52 verjüngt ausgeführt, d. h. d\, Φ du* c/21 Φ dit> und c/j, Φ dib. In der Fig. 5 sind c/|,,(/:, und du die Abstände in /-Richtung in der y- Position zwischen den Mittelpunkten nebeneinanderliegender Finger des ersten, zweiten bzw. dritten Wandlers und ändern sich in der/-Richtung etwas linear Die Bezeichnungen in F i g. 5 sind die gleichen wie in F i g. 3. Die Quelle 56 mit dem Innenwiderstand 55 gibt eine elektrische Spannung auf den ersten Wandler. Der zweite und der dritte Wandler empfangen eine akustisch« Last bzw. dem Ausgangswiderstand 57 um, wobei sie im Gegentakt zusammenarbeiten. Die Funktionsweise entspricht dem Fall der F i g. 1 und 3. Die Induktivitäten 58, 59 liegen zum Abstimmen parallel zum Quell- unc Lastwiderstand.
Die F i g. b zeigt die Eigenschaften des Filters der F i g. 5 für den Fall

(fo)u = (kh = (k)i, = 57 MHz,

(f_o)tb= (b)a = (h)». = 57.675 MHz.

/,, = /,, = 10(/ίο),, = 10 · v/f/ii),, = 1,063 mm,

/,„ = /,,, = 10(/i,,V = 10 ■ v/(7i,),,. = 1,051 mm (d.h. λ = 0,3);

die anderen Werte — wie die Eigenkonstante des Substrats, die Breite IV und die Anzahl der Finger entsprechend denen des Beispiels der F i g. 3. Es ist aus F i g. b zu ersehen, daß, wie im Fall der oben beschriebe nen Beispiele, die durch die TTE-Wellen verursachte Wclligkeit der Durehlaßkurve beseitigt ist.
Im Fall der F i g. 5 erhält man auch dann Ergebnisse ähnlich denen des Falls

= (fo)ib = 57.675 MHz,

wenn man die Frequenzen (f_o)\b = (fa)ib = (fa)sh im Bereich zwischen 57,45 MHz (λ = 0.1) und 58,35 MHz (λ- = 0,45) verändert, und (k)_u = (Zo)₂₁ = (fo)iihä\l

Es hat sich wiederum b ^ausgestellt, daß nach der vorliegenden Erfindung die Welligkeil im Frequenzgang der Amplitude des Filters sich gering halten läßt, wenn man die Beziehung

hy — hy ^Ά π ■ v/((~ n'd\y

erfüllt, in der η und π' Konstanten und (fo)\, die Mittenfrequenz der ersten Wandler in einem Streifen bei y ist

Für FS-Empfänger und viele andere Anwendungen setzt man oft Filter mit zwei Wandlern mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen am Ein- und Ausgang ein, um bei gewünschten Frequenzen tiefe Einbrüche des Amplitudengangs zu erzeugen. Auch für diese Fälle erzielt man gute Ergebnisse hinsichtlich der Beseitigung der Welligkeit (Unterdrückung der TTE-WeIIe), geringe Einfügungsdämpfung und andere Eigenschaften. Weiterhin lassen sich bekannte Verfahren zur Verbesserung von SAW-Filtern einsetzen, um die SAW-Filter aufgrund der vorliegenden Erfindung zu verbessern — bspw. sie mit geteilten Elektroden auszuführen, um die Reflexion der akustischen Oberflächenwelle infolge der Unstetigkeit der akustischen Impedanz aufzuheben, Wandlergestaltungen, bei denen die Länge, die Breite oder der Abstand der Finger variiert werden, um eine einem bestimmten Ziel angepaßten Frequenzgang zu erzielen, usw.

F i g. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Einfügungsdämpfung und der Welligkeit der Gruppenverzögerung für einen dem des Beispiels 3 ähnlichen Fall, bei dem die Induktivitäten 58, 59 in F i g. 5 zu 0,2 μΗ gewählt wurden. Die waagerechte und die senkrechte Achse stellen die Verhältnisse GsIGw bzw. GJ Gour dar, wobei Gs der Quelleitwert, Gl der Lastleitwert und

G_m = Max(Re(Y_u))

Gout= MaX(Re(Y_n))

sind. Die Werte Max(Re(Y_n)) und MaX(KeCV₂₂)) sind die Maxima der Realteile von Vn bzw. Y₂₂, bei denen es sich um Elemente der Admittanzmatrix des SAW-Filters handelt. Die Kreise in Fig.7 sind die Kreise gleicher Einfügungsdämpfung, die V-förmigen Kurven die Kurven gleicher Welligkeit im Frequenzgang der Gruppenverzögerung innerhalb eines Frequenzbereichs von 55 bis 59 MHz. Aus dieser Darstellung läßt sich leicht ersehen, mit welcher Impedanz ein SAW-Filter ein- und ausgangsseitig abgeschlossen werden muß, wenn man die Einfügungsdämpfung und die Welligkeit der Gruppenverzögerung einschränken will. Sind bspw. eine Einfügungsdämpfung von weniger als 1OdB und eine Welligkeil der Gruppenverzögerung von weniger als 50 ns gefordert, sollten die Quell- und Lastleitwerte innerhalb des schraffierten Bereichs A liegen. Im Fall des SAW-Filters der F i g. 5 sind G_w und Gour etwa 14 mS bzw. 7 mS; für Gs und Gi. sind also 20 mS und 10 mS brauchbare Werte. Wenn bspw. die Einfügungsdämpfung zwischen 10 und 11 dB und die Welligkeit der Gruppenverzögerung weniger als 50 ns betragen sollen, sollten die Quell- und Lastleitwerte im schraffierten Bereich B liegen.

Die F i g. 8 ist ein auf die gleiche Weise wie die F i g. 7 gezeichnetes Diagramm für den Fall eines herkömmlichen SAW-Filters mit drei Wandlern, in denen sämtliche Wandler unverjüngt und auch der zweite und dritte Wandler zum ersten parallel (nicht winklig) ausgeführt sind; die anderen Bedingungen entsprechen denen des SAW-Filters der Fig.7. Die schraffierten Bereiche A und B sind kleiner als in Fig. 7, was bedeutet, daß die SAW-Filter nach der vorliegenden Erfindung innerhalb größerer Quell- und Lastimpedanzbereiche arbeiten, d. h. gegenüber Last- und Quellimpedanzänderungen toleranter sind. Außerdem läßt sich berechnen, daß im Fall der vorliegenden Erfindung (F i g. 7) die Welligkeit der Gruppenverzögerung bei GsIGin = 2 bis 4 sehr klein wird. Diese Besonderheit läßt sich mit einem herkömmlichen Filter (F i g. 8) nicht erreichen.

Die Kurven der F i g. 7 und 8 werden beeinflußt von den parallel oder in Reihe zu der Quelle und der Last gelegten Induktivitäten oder Kapazitäten und durch Verluste wie bspw. die Ausbreitungsverluste der akusti- 50 Sl sehen Oberflächenwelle, die ohmschen Verluste der Elektroden, Verluste infolge der Aufspreizung des akustischen Strahls, Verluste in elektrischen Bestandteilen wie Induktivitäten und Kapazitäten usw. Liegen Gs und Gl außerhalb des in F i g. 7 gezeigten geeigneten Bereiches, ist unter Umständen eine Impedanzwandlung erforderlich, die man mittels Kondensatoren, Spulen oder Transformatoren durchführt. Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich eine beachtliche Leistungsfähigkeit auch dann erreichen, wenn solche Impedanzwandelmaßnahmen erforderlich sein sollten.

Die F i g. 9 zeigt ein weiteres Beispiel für die vorliegende Erfindung. Hier sind der zweite und der dritte Wandler der F i g. 5 parallel geschaltet. In der F i g. 9 ist die Quelle 94 mit dem Innenwiderstand 95 an den ersten Wandler 91 gelegt; der zweite und der dritte Wandler 92, 93 liegen parallel, um die akustische Welle in elektrische Ausgangssignale über einem Lastwiderstand % zu verwandeln. Die parallelen Abstimminduktivitäten 97,98 sind ebenfalls vorgesehen wie in den vorgehenden Beispielen. Im Beispiel der F i g. 9 ist die Phase des Ausgangssignals des dritten Wandlers dem der F i g. 5 entgegengesetzt, um über der Last 96 im Zusammenwirken mit dem zweiten Wandler das Ausgangssignal zu erzeugen. Die Diskussion der Beispiele mit einer Reihenschaltung (F i g. 5, F i g. 7) gilt fast vollständig auch für diese Beispiele. Das heißt, daß man eine gute Unterdrükkung der Welligkeit unter der Bedingung

Abs(l_u — /ib) = Absfhi — hi>) = 1 A_n.

eine noch bessere Unterdrückung der Welligkeit unter der Bedingung hy = /2.»· » π ■ v/(fo)\>

erreicht Auch in diesem Beispiel erzielt man hervorragende Ergebnisse.

Die F iVS zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem der erste (Eingangs-) Wandler 101 und der zweite sow.e dritte Wandler 104 107 gegenüber den bereits erläuterten Beispielen unterschiedlich ausgestaltet sind Der erste Wandler 1011st dabei parallel zur x-Richtung (Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle) zu zwei

Wandlern 102,103 aufgeteilt, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Derzweite und der dritte Wanü'erVM, 107 sind ebenfalls auf die gleiche Weise wie beim ersten Wandler zu zwei Teilen 105,10t»bw. 108.:M» ^unte™ Die Funktionsweise des Beispiels der F i g. 10 entspricht der des Beisp.els der F. g 5. Gegenüber de* vorgehenden Beispielen zeigt dieses Beispiel, daß sich höhere Impedanzen des ersten, zweiten und dritten Wandlers ^erUm^hd"e^laS^Seitenbandunterdrückung zu verbessern und den gewünschten Amplituden- und Phasengang zu erreichen, wendet man gewöhnlich eine Längenabstufung bzw. 'S^W W&^™^ Mutete vorlieeende Erfindung geeignet. Zur Leistungssteigerung ist jedoch eine geringfügige Abänderung dergewohnnS^SengewlcK vorzuziehen. Im Beispiel der Fig. 10 lassen sich für die Welligkeitsunterdruckung ebenfalls gute Ergebnisse erzielen, wenn

Abs(h, - Ai) = AbS(I₂, - hb) = λ A_n,

und diese lassen sich weiter verbessern, wenn man für
A> = hy<=> η ■ v/(fo)\y

40

45

Die F i g 11 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem es sich um eine Abänderung des Beispiels der F. g. 5 handelt und das vorzugsweise längengewichtet ist. Der erste Wandler 11 ist auf spezielle Weise längengew.chtet Die «strichelte Kurve stellt dabe eine Hüllkurve dar, die die Spitzender Finger der Fingerelektrode verbindet Die Surve unterscheidet sich von den üblichen Hüllkurven A und Sder Fig. 12.obgleich be, ßd.e Elektrodenfinger sich verjüngend angeordnet sind, wie dargestellt. Die Hüllkurve des ersten Wandlers in Fig. 11 ist so SrgesteUt daß wenn der erste Wandler 11 der Eingangswandler in eine Vielzahl schmaler Streifen aufgeteilt wird die Energie der in jedem Streifen erzeugten akustischen Oberflächenwelle gleich der in jedem anderen der Sen erzeugten ist. Das heißt, daß die Energie der vom ersten Wandler erregten akustischen Oberflachenwel-IeSIr dieBreite tVbzw. entlang der ,-Achse in der Breite W konstant ist. Die Anzahl der Abschnitte in einem Streifen in der Lage y, die mit einem Kreis angedeutet sind und eine entlang des Streifens sich fortpflanzende akustische Oberflächenwelle erregen, unterscheidet sich unter den einzelnen Streifen nicht wesentlich.

In der Fi g 11 ist eine Quelle 114 mit dem Innenwiderstand 115 an den zweiten und dritten Wandler 112,133 und der erste Wandler 111 a.i einem Lastwiderstand 116 angeschlossen. In diesem Beispiel sind die Eingangsünd Ausgangswandler gegenüber dem Fall des Beispiels der F i g. 5 miteinander vertauscht. Dieser Austausch ergibt den gleichen Amplituden- und Phasengang wie bei dem vorgehenden Beispiel, sofern die Quell- und Lastimpedanzen - einschließlich etwaiger Induktivitäten - die gleichen sind

Die F i κ 13 zeigt die Eigenschaften der zu F i g. 11 und 12 beschriebenen SAW-F.lter. Die Widerstände 115, 116 sind fe 50 0hm. die Induktivitäten 117, 181 je 0,2 μΗ. Das piezoelektrische Substrat besteht aus einer Keramik aus Bleititanat-Bleizirconat-Bleimagnesiumniobat. wie oben beschrieben. Die Breite ^betragt 0,2mm Die Anzahl der Finger des ersten, zweiten und dritten Wandlers ist 32,56 bzw 32 Der erste Wandler is: nut der Gewichtungsfunktion (sin ,τ *;/.r M1 - *²) an den Wandlerkanten gewichtet (Abs(x) < 2, χ ± 2 an der Wandle Kurve A zeigt die Ergebnisse einer herkömmlichen Wandlerkonfiguration, d. h. in F i g. 11

d\, = d₂, = du = t/i t = d_2b = du, = /io/2 = v/2/Ό

und

/„ = I₂, = /,„ = l_2b = 32 h = 32v//l(d. Yi.ec = 0)

mit ν gleich der Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle und /ö als Mittenfrequenz von 56,5 MHz bei längengewichtetem erstem Wandler, wie in F i g. 12A gezeigt. ,

Die Kurve B stellt die Ergebnisse eines Beispiels der vorliegenden Erfindung dar, in der unter Benutzung der Definitionen der F i g. 11 sich λ = 0,3 und weiterhin folgende Werte ergeben:

55

_b0 /„ = I₂, = 32Λ, = 32 v/f_a,;

/"0, = 57,04 MHz.

/,„ = l_2b = 32 /J«,, = 32 v/kt, /w, = 56,5 MHz, (Iu, - /„ « 0,3 A_n, « 0,

d_u = d:, = du = /im/2 = i'/2/i),
und
_b5 d\b= d?t> = dib = /W2 = v/2/i)/,.

wobei *>, die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mitlcnfrequenz /i„ in der Lage ί und io_b die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mittenfrequenz f_nh in der Lage b sind und der erste

Wandler längengewichtet ist, wie es die F i g. 12B zeigt

Die Kurve Czeigt die Ergebnisse eines weiteren Beispiels nach der vorliegenden Erfindung, das sich von dem vorgehenden Beispiel nur in der Form der Hüllkurve der Längengewichtung unterscheidet, wobei die Gestalt die der F i g. 1 ί ist

Die Fig. 14 zeigt den Frequenzgang der Amplitude der Kurven A und Cin Fig. 13 über einen breiteren Frequenzbereich. Das SAW-Filter ist dabei auf ein Videozwiachenfrequenzfilter für einen Fernsehkanal nach der japanischen FS-Norm zugeschnitten.

!n dem obigen Beispiel ist die Gleichmäßigkeit der Energie der akustischen Oberflächenwelle über die Breite Unwichtig. Es gibt Fälle, in denen eine Abänderung der Hüllkurve, mit dem Zweck, die akustische Energie über die Breite Wgleichmäßig zu machen, schwierig wird — tapw. wenn die Hüllkurve Seitenmaxima hat, wie es die Fig. 15A zeigt Die von den Seitenmaxima erzeugte Energie hat aber keinen wesentlichen Einfluß auf die Welligkeit Es läßt sich sicher feststellen, daß die in F i g. 15B gezeigte Form der Hüllkurve zu den gewünschten Ergebnissen führt

Der zweite und der dritte Wandler können ebenfalls — anstelle des ersten Wandlers — längen- oder längen-breiten-gewichtet werden. In diesem Fall ist vorzuziehen, sowohl den zweiten und den dritten Wandler nach der gleichen Gewichtungsfunktion zu gewichten, und zwar jeweils symmetrisch zur Mittellinie des ersten Wandlers.

In F i g. 11 lassen sich gute Ergebnisse der Unterdrückung der Welligkeit auch erreichen, wenn

Abs(l], — Ai,) = AbS(I₂₁ — hb) = Λλη,

und man erhält bessere Ergebnisse mit
hy = hy « λ · v/(fa)\y.

Die Fig. 16 zeigt ein weiteres Beispiel, das sich etwas von den vorgehenden Beispielen unterscheidet. Die F i g. 16 zeigt den Fall, daß h_y und l_2y mit einer diskreten Variation in y-Richtung ausgelegt sind, obgleich in den vorgehenden Beispielen l\_v und /_2v in y-Richtung kontinuierlich sich ändern. In der Fig. 16 besteht der erste Wandler 161 aus zwei Wandlern Tr\\, Tn₂. die identisch miteinander sind oder sich in der Mittenfrequenz (Abstand zwischen den Mittelfingern wie bspw. du, d|₂) unterscheiden und parallel geschaltet sind. Der zweite Wandler 162 besteht ebenfalls aus zwei identischen oder zwei unterschiedlichen Wandlern (unterschiedlich in der Mittenfrequenz) Tr₂u Tr₂₂, die parallel zueinander geschaltet sind. Schließlich besteht auch der dritte Wandler 163 aus zwei identischen oder unterschiedlichen Wandlern Trsu Tr₃₂ (unterschiedlich in der Mittenfrequenz), die parallel geschaltet sind. A, I₂, /3 und U sind die Abstände zwischen den Mittellinien der Wandler. In der vorliegenden Erfindung liegt eine Verbesserung darin, daß die Abstände A und I₂ sich von den Abständen /3 und A unterscheiden. Der Wandler Tr₂\ des zweiten Wandlers und der Wandlerteil Thi des dritten Wandlers liegen so, daß sie die vom Wandlerteil Thi des ersten Wandlers erregten akustischen Oberflächenwellen aufnimmt. Der Wandlerteil Tr₂₂ des zweiten Wandlers und der Wandlerteil Tr₁₂ des dritten Wandlers sind so angeordnet, daß sie die akustischen Oberflächenwellen aufnehmen, die der Wandlerteil Tn₂ des ersten Wandlers aufnehmen. Die sechs Wandlerteiie Thi, Tr₁₂, Tr_2[, Tr₂₂, Tr», Tr_n bestehen jeweils aus zwei Fingerelektrodengruppen mit parallelen Elektroden (parallelen Fingern). Die Mittenfrequenzen der sechs Wandlerteile Tr_n, Tn₂, Tr₂\, Tr₂₂, Tr_3[ und Tr₃₂ sind jeweils f\ 1, f\₂, /21, /22, Λι bzw. f_l2.

Ein von einer Quelle 164 mit dem Innenwiderstand 165 erzeugtes elektrisches Signal wird auf die Wandlerteile Tr\\ und Tn₂ des ersten Wandlers über die gemeinsame Elektrode 169 gegeben. Die vom Wandlerteil Thi erregten akustischen Oberflächenwellen pflanzen sich zu den Wandlerteilen Tr₂\ und Tr₁, fort. Andererseits ist die gemeinsame Elektrode 170 von Thi und Tr₂₂ des zweiten Wandlers an die gemeinsame Elektrode 171 von 7>3i und Th₂ des dritten Wandlers über einen Widerstand 166 gelegt. Die akustische Oberflächenwelle von Thi wird von Tr₂\ und Thi empfangen und bewirkt ein elektrisches Signal über dem Widerstand 166. Es wird nicht die gesamte Energie der akustischen Oberflächenwelle zu einem elektrischen Signal umgewandelt. Ein Teil der einfallenden akustischen Energie durchläuft die Wandlerteile Thi und Tr_iu während ein Teil der Energie als akustische Oberflächenwelle reflektiert wird und zum Wandlerteil Thi sich fortpflanzt und ein anderer Teil der Energie zu den Wandlerteilen Tr₂₂ und Trn geht, wo sie ebenfalls eine akustische Oberflächenwelle erzeugt. Der gleiche Vorgang spielt sich zwischen den Wandlerteilen Tn₂, Tr₂₂ und Tn₂ ab. Auf diese Weise stehen die sechs Wandlerteile in enger Wechselwirkung miteinender.

Die Fig. 17 zeigt die Eigenschaften eines SAW-Filters; die Anzahl der Finger ist gleich 32 und für alle Wandlerteile Thi, Tn₂, Thi, Tr₂₂, 7>ji und Th₂ gleich. Eine Induktivität von 0.2 μH und ein Kondensator von 30 pF liegen parallel zur Quelle 164 mit dem Innenwiderstand 50 Ohm. Weiterhin liegen eine Induktivität von 0,1 μΗ und ein Kondensator von 30 ρΓ parallel zur Ausgangslast 166 von 50 Ohm, Die Breite eines Wandlerteils — bspw. Tr_n, Tn₂USW. — beträgt 0,3 mm. Das piezoelektrische Substrat ist eine Keramik aus Bleititanat-Bleizirconat-Bleimagnesiumniobat, wie oben beschrieben.

Die Kurve A in Fig. 17 zeigt die Ergebnisse eines herkömmlichen Falls, bei dem die Wandlerteile Tn₂, 7Tr₂₂ und Tr_i2 der Fi g. 16 entfallen, ohne daß die elektrischen Verbindungen sich geändert haben. Die Breite W ist 0,6 mm statt 0,3 mm; ansonsten gut

du = v/2/Ίι = ci₂i = v/2f_2l = di\ = v/2/ji,

/, = I₂ = 26 v/fn
und

f_u = /·_2] = Λ, = 56,5MHz,

wobei ν die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle ist.

Die Kurve B in F i g. 17 stellt die Ergebnisse eines Beispiels nach der vorliegenden Erfindung dar, in der die Bedingung

gilt; daraus ergeben sich

W2/m = Ci₂I = v/2/ii = du = ν/2Λι,

I₂ = 2ov/f_u(fu = /21 = Ai = 56,80 MHz).

v/f_x 2 = d₂₂ = v//"₂2 = dn = v/f_i7

/₃ = /₄ = 26 ν/Λ 2^12 = /J2 = A₂ = 56,6 MHz).
In der Fig. 16 lassen sich gute Ergebnisse unter der Bedingung
/j _ /, = U - h = 0.075...0,225Λ

erreichen.
Diese Bedingung ist gleichwertig mit der Bedingung

Abs(lu - Iu) = AbS(I₂, - hb) = λ Au
wie oben ausgeführt. Bessere Ergebnisse erreicht man mit

l\y =

Π ■ V/(fo)ty.

In F i g. 16 ist /|, gleich A oder /j und ist /?, gleich I₂ oder U.

Die Längen A,, A 6, /2,. l₂b für die Fig. 16 ergeben sich entsprechend den gegebenen Definitionen aus F i g. 16,16' und F i g. 16". Die Kombination der beiden Teilwandler Tr₂\ und Th2 in F i g. 16 stellt also den zweiten Wandler dar. Eine Gerade, die durch die Mittelpunkte y\ und y₂ der Mittellinien der beiden Wandlerteile verläuft, wird wie mit der gestrichelten Linie gezeigt gezogen. Beim Ziehen der gestrichelten Linie kann der Zwischenraum S vernachlässigt werden, da eine Änderung der Länge von S das grundsätzliche Frequenzverhalten nicht beeinflußt. Die F i g. 16' zeigt also einen wirksamen Teil eines der F i g. 16 entsprechenden Wandleraufbaus. Im Fall des Beispiels der Fig. 16 bzw. 16' ist die Länge l\, der Abstand zwischen der gestrichelten Linie und der Mittellinie des Wandlerteils Tn 1 an dessen oberstem Teil innerhalb der Breite VV. Entsprechend ist die Länge hb der Abstand zwischen der gestrichelten Linie und der Mittellinie des Wandlerteils Tr₂₂, an dessen unterstem Teil innerhalb der Breite IV. Die Längen I₂, und l₂b lassen sich entsprechend definieren.

Im Fall der Beispiele der F i g. 16,16' und 16" ist ebenfalls eine lineare Änderung der Abstände zwischen den drei Wandlern in y-Richtung erforderlich. Das heißt, daß die Punkte auf der Mittellinie des zweiten und des dritten Wandlers in allen y-Lagen auf bzw. im wesentlichen auf einer Geraden liegen müssen. Was bspw. den zweiten Wandler anbetrifft, liegt die Mittellinie des Wandlerteils Tr₂^ parallel zur Mittellinie des Wandlerteils Tn ι des ersten Wandlers. So ist der Punkt y\ der in der y-Lage im Wandlerteil Th 1. Entsprechend ist der Punkt /3 der einzige Punkt in der y-Lage im Wandlerteil Tr₂₂. Die Forderung für die vorliegende Erfindung ist, daß die Punkte auf der Mittellinie des zweiten (und des dritten) Wandlers in der y-Lage auf bzw. im wesentlichen auf einer Geraden liegen müssen. Da im Fall der F i g. 16 oder der F i g. 16' es nur zwei Punkte in der y-Lage gibt (y\ undyj), ist die genannte Bedingung erfüllt.

Diese Forderung ist aus der F i g. 16" leichter zu verstehen, die einen wirksamen Teil eines SAW-Filters einei anderen Art zeigt, in der jeder der drei Wandler sich aus drei Wandlerteilen zusammensetzt. Die obige Forderung für die F i g. 16" bedeutet, daß die Punkte im zweiten und dritten Wandler in dery-Lage (y\,yi, j'5) für der zweiten und y₂, yi, y_b für den dritten Wandler) auf bzw. im wesentlichen auf einer Geraden liegen müssen, wie ir Fig. 16" gezeigt.

Es ist aus der Fig. 17 ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung sehr wirkungsvoll die unerwünschte Weiiig keit im Durchlaßband unterdrückt. Obgleich im eben beschriebenen Beispiel die Mittenfrequenzen Λ1, /21 und /j identisch miteinander und auch Λ2. /22 und f}₂ identisch miteinander sind, lassen sich /Ή, 61, h\, Λ2, £2 und /32 ii Vorzugskombinationen so wählen, daß man den erwünschten Amplituden- und Phasengang erhält Der FaI Λι = Ζ«, /21 = /22 = Λι = /32 und A = /2 Φ h = U ergibt gute Ergebnisse. Was die Mittenabstände A, I₂, h und J der Wandler anbetrifft, ist der Zusammenhang zwischen diesen wichtig, um gute Leistungen zu erreichen.

Der Zusammenhang zwischen den Abständen /1, /2, h und k läßt sich auf andere Parameter wie die geometri sehen Abmessungen der sechs Wandler (Breite VV, Gestaltung und Anordnung der Finger usw.) abstimmen. Di in F i g. 17B gezeigten Ergebnisse gelten nur für ein Beispiel nach der vorliegenden Erfindung, ein Vorzugsbei spiel mit A = I₂ = η ■ v/fu und /j = J₄ = /1 · ν/Λ2 und η = const Auf das Beispiel der F i g. 16 läßt sich auch da Gewichten anwenden. Indem man mindestens einen der sechs Wandler Tr_u, Tr_t2, Tr₂\, Trn, Tr₃J und Tr. gewichtet, erhält man einen unterschiedlichen Amplituden- und Phasengang, wobei die Leistungsfähigke hinsichtlich bspw. der Beseitigung der Wclligkeit erhalten bleibt Vorzugsweise gewichtet man im ersten Wane ler die beiden Wandlerteile Tn 1 und Τγϊ2 mit gleichen Gewichtungsfunktionen.

Die komplexe Konfiguration der Fig. 16 läßt sich vereinfachen, wobei man jedoch eine akustisch un elektrisch identische Konfiguration erhält Ein Beispiel einer solchen Abänderung ist in Fig. 18 gezeigt D«

ff '" " "' ■ "*""■" τη

erste Wandler ist dabei so geändert, daß jeder Finger des Wandlers Tr_u in Fig. 16 mit einem Finger des Wandlers Tn₂ verbunden ist. Auf die gleiche Weise werden der zweite und der dritte Wandler geändert. In der F i g. 18 besteht der erste Wandler 181 aus zwei Teilen 18M und 181B mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen. Der zweite und der dritte Wandler 182, 183 haben eine der des ersten Wandlers ähnliche Konfiguration. Die Übergangsteile 181C, 182C 183Csind gewöhnlich im Vergleich zur Breite Wsehr schmal, obgleich sie in Fi g. 18 s übertrieben gezeichnet sind. Die Konfiguration ist der in F i g. 16 äquivalent. In der F i g. 18 erhält man eine gute Unterdrückung der Welligkeit, wenn

Abs (hi — /κ,) = Abs (hi — hh) = λ A₀,

und noch bessere Ergebnisse mit /ι, = /_2l η ■ v/(f_a)w mit /ι, = /ι oder /i und l_2} = h oder /4.

Erfolgt eine Längengewichtung, wie in F i g. 19A gezeigt, ist eine Abänderung der F i g. 16 zur Konfiguration der F i g. 18 nicht möglich. Man kann jedoch durch Ändern der Hüllkurve, die die Spitzen der Finger verbindet, bei unveränderter Gewichtungsfunktion entsprechend der Fig. 19B eine Gestalt entsprechend der Fig. 19C erreichen.

F i g. 20 zeigt die Meßergebnisse für ein SAW-Filter nach der F i g. 19C im Vergleich mit einem herkömmlichen 3-Wandler-SAW-Filter. Die Gewichtungsfunktion ist (sin πχ)Ιπχ (1 — χ²), wie oben. Die Kurven A und B stellen den Frequenzgang der Amplitude des herkömmlichen SAW-Filters bzw. des SAW-Filters nach der vorliegenden Erfindung dar.

20

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Akustisches Oberflächenwellenfilter mit einem ersten Interdigitalwandler und einem zweiten Interdigitalwandler auf einem piezoelektrischen Substrat, bei dem der zweite Interdigitalwandler der einen Seite des ersten Interdigitalwandlers in Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle benachbart angeordnet ist, bei dem die Elektroden des zweiten Interdigitalwandiers gegenüber den Elektroden des ersten Interdigitalwandlers derart geneigt angeordnet sind, daß sich die Entfernung in x-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers entlang der Elektroden in y-Richtung linear ändert, wobei die y-Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle verläuft und diese Ausbreitungsrichtung parallel zur x-Richtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Interdigitalwandler (14,34,54,93,107,113,183) der anderen Seite des ersten Interdigitalwandlers (12,32,52,91,101,111,181) benachbart angeordnet ist, daß der dritte Interdigitalwandler (113) und der zweite Interdigitalwandler (112) mit einer Signalquelle (114) verbunden sind und hierbei der erste Interdigitalwandler (111) mit einer Last (116) verbunden ist oder daß der dritte Interdigitalwandler (14,34,54,93,107,183) und der zweite Interdigitalwandler (13,33,53,92,104,182) mit der Last (18,37,57,96,104', 182') verbunden sind und hierbei der erste Interdigitalwandler (12,32,52,91,101,181) mit der Signalquelle (15,35,56,94,101', 181') verbunden ist und daß die Elektroden des dritten Interdigitalwandlers (14,34,54,93,107,113,183) gegenüber den Elektroden des ersten Interdigitalwandlers (12, 32, 52, 91, 101, 111, 181) derart geneig; angeordnet sind, daß sich die Entfernung in x-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten (12,32,52,91,101,111,181) und des dritten (14,34,54,93,107,113,183) Interdigitalwandlers entlang der Elektroden in y-Richtung gemäß der Beziehung

Im —

I h, — kb I = λ A₀

ändert, wobei I], und /κ, jeweils Entfernungen in x-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten (12,32,52, 91, 101, 111, 181) und des zweiten (13, 33, 53, 92, 104, Ii2, 182) Interdigitalwandlers am oberen und am unteren Ende der Elektroden in y-Richtung sind, h, und A^ jeweils Entfernungen in x-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten (12,32,52,91,101,111,181) und des dritten (14,34,54,93,107,113,183) Interdigitalwandlers am oberen und am unteren Ende der Elektroden in y-Richtung sind, λ ein Koeffizient zwischen 0,15 und 0,45 ist und /Jo die Wellenlänge einer Oberflächenwelle bei der Mittenfrequenz ist, auf die der erste Interdigitalwandler (12,32,52,91,101,111,181) abgestimmt ist.

2. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Interdigitalwandler (32) sich derart verjüngt, daß die Abstände zwischen den Mittellinien nebeneinanderliegender Finger der kammartig ineinandergreifenden Elektrodengruppen sich etwa linear in y-Richtung ändern.

3. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand h_y an einer Position y in der y-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten Interdigitalwandlers (32) und des zweiten Interdigitalwandlers (33) und der Abstand /2, der Position y in der y-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten Interdigitalwandlers (32) und des dritten Interdigitalwandlers (34) die Beziehung

/2.

η ·

erfüllen, in der π eine beliebige Konstante, ν die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle und (k)\_y die Mittenfrequenz in der y-Position des ersten Interdigitalwandlers (32) bedeuten und (fo)\_y sich in y-Richtung linear ändert.

4. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Interdigitalwandler (52), der zweite Interdigitalwandler (53) und der dritte Interdigitalwandler (54) sich jeweils derart verjüngen, daß die Abstände zwischen den Mittellinien nebeneinanderliegender Finger der kammartig ineinandergreifenden Elektrodengruppen von lnterdigitalwandlern in y-Richtung sich angenähert linear ändern.

5. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand n_y an einer y-Position in der y-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten Interdigitalwandlers (52) und des zweiten Interdigitalwandlers (53) und der Abstand /2,· an der y-Position in der y-Richtung zwischen den Mittellinien des ersten Interdigitalwandlers (52) und des dritten Interdigitalwandlers (54) die Beziehung

hy - h\ ~ η ■ v/(fn)\x

erfüllen, in der π eine beliebige Konstante und(T₀)i, die Mittenfrequenz an der y-Position des ersten Interdigitalwandlers (52) ist und sich in y-Richtung linear ändert.

6. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz (fa)u (fo)2 und (To).! des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers, bei denen die Interdigitalwandler jeweils das Maximum des Amplitudengangs zeigen, miteinander identisch sind.

7. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz (fa)\ des ersten Interdigitalwandlers. bei der der erste Interdigitalwandler sein Amplitudenmaximum hat, sich von den identischen Miltenfrequenzen (f^ und (fn)\((fo): = (fa)$) unterscheidet, bei denen der zweite und der dritte Interdigitalwandler ihr Amplitudcnmaxinnim haben.

8. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittcnl'rcquenz (f_a)\, (f_n)_: und (f_a)s, bei denen der erste, zweite und dritte Interdigitalwandler jeweils das Amplitudenmaximum haben, sich voneinander unterscheiden.

9. Oberflächenwellenfilter mich einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Interdigitalwandler (101), der zweite Interdigitalwandler (104) und der dritte Interdigitalwandler (107) paral-

lel zur x-Richtung jeweils in zwei Wandlerteile (102, 103; 105, 106; 108, 109) unterteilt sind, die in Reihe geschaltet sind.

10. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (111) der Interdigitalwandler längen- bzw. längen-breiten-gewichtet ist.

11. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste interdigitalwandler (111) so längen- bzw. längen-breiten-gewtchlet ist, daß die Energie der vom ersten Interdigitalwandler (111) angeregten akustischen Oberflächenwelle iny-Richtung gleichmäßig ist.

12. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Interdigitalwandler so längen- bzw. iängen-breiten-gewichtet sind, daß die Energie der vom zweiten und dritten Interdigitalwandler angeregten Oberflächenwelle in /-Richtung gleichmäßig ist und die Gewichtsfunktionen für den zweuen und den dritten interdigitalwandler bezüglich der Mittellinie des ersten Wandlers zueinander symmetrisch sind.

13. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Interdigiialwandler jeweils aus zwei Wandlerteilen (Tr 11, Trl2; Tr21. Tr22; 7>31. 7>32) besteht, die parallel geschaltet sind, so daß jeweils einer der Wandlerteile des zweiten und dritten Interdigitalwandlers is die akustischen Oberflächenwellen empfängt, die einer der Wandlerteile des ersten Interdigitalwandlers anregt, und der jeweils andere Wandlerteil des zweiten und dritten Interdigitalwandlers die akustischen Oberflächenwellen empfängt, die der andere Wandlerteil des ersten Interdigitalwandlers anregt

14. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenz der beiden Wandlerteile (Tr 11, Trl2; TrI'., Tr22; Γγ31, Tr 32) des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers jeweils untereinander gleich sind.

15. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenzen jeweils einander entsprechender Wandlerteile (TrW, Tr 21, Tr 31) des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers identisch miteinander (Tp) und die Mittenfrequenzen der anderen einander entsprechenden Wandlerteile (Tr 12, Tr 22, Tr32) des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers ebenfalls untereinander identisch (Ti2), aber ungleich /ii sind.

16. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenfrequenzen entsprechender der Wandlerteile (Tr21, Tr31) des zweiten und dritten Interdigitalwandlers untereinander gleich (/21) und die Mittenfrequenzen der anderen einander entsprechenden Wandlerteile (Tr22, Tr32) des zweiten und des dritten Interdigitalwandlers untereinander gleich (in), aber von /21 unterschiedlich sind.

17. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand /1 zwischen den Mittellinien entsprechender Wandlerteile (Tr 11, Tr 21) des ersten und zweiten Interdigitalwandlers gleich dem Abstand h zwischen den Mittellinien entsprechender Wandlerteile TrIl, Tr31) des ersten und des dritten Interdigitalwandlers ist und daß der Abstand /3 zwischen den Mittellinien der anderen entsprechenden Wandlerteile Tr 12, Tr 22) des ersten und des zweiten Interdigitalwandlers gleich dem Abstand /4 zwischen den Mittellinien der anderen Wandlerteile (Tr 12, Tr32) des ersten und des dritten Interdigitalwandlers, aber ungleich h oder /2 ist.

18. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Wandlerteile (Tr 11, Tr 12; Tr 21, Tr 22; Tr 31. Tr 32) längen- bzw. längen-breiten-gewichtet ist.

19. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerteile (Tr 11, Tr 12) des ersten Interdigitalwandlers mit gleicher Gewichtungsfunktion gewichtet sind.

20. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger eines der Wandlerteile (TrIl, Tr21, Tr31) des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers jeweils mit den entsprechenden Fingern des anderen Wandlerteils (Tr 12, T--22, Tr 32) des ersten, zweiten und dritten Interdigitalwandlers verbunden sind.

21. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Interdigitalwandler längen- bzw. längen-breiten-gewichtet ist.

22. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Interdigitalwandler (Tr 11, Tr 12) längen· bzw. längen-breiten-gewichtet ist.

23. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung Induktivitäten (17,38,58,97,117 bzw. 19,39,59,98,118) parallel zur Quelle (15,35,56,94,114) und zur Last (18,37,57,96,116) geschaltet sind.

24. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, d?ß zur Abstimmung eine weitere Induktivität (16j) in Reihe zu einer weiteren Quelle (164) und einer weiteren Last geschaltet sind.

25. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Interdigitalwandler (13, 33, 53,104, 112,182) und der dritte Interdigitalwandler (14, 34,54, 107,113, 183) in Reihe geschaltet sind.

26. Oberflächenwellenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Interdigitalwandler (92) und der dritte Interdigitalwandler (93) parallel geschaltet sind.