DE2839851B1 - Oberflaechenwellenanordnung mit verbesserter Stoersignalunterdrueckung - Google Patents
Oberflaechenwellenanordnung mit verbesserter StoersignalunterdrueckungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenwellenanordnung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegeben ist.
Aus dem Stand der Technik sind insbesondere für die Verwendung in Fernsehgeräte-Schaltungen Oberflächenwellenfilter
bekannt, bei denen wenigstens einer der Wandler, z. B. der Eingangswandler, eine derartige
Interdigitalstruktur mit ineinandergreifenden kammartigen Wandlerfingern hat, bei der die Wandlerfinger
unterschiedlich große Längen und benachbarte Wandlerfinger unterschiedlich weite Überlappung haben. Mit
diesen unterschiedlich großen Fingerlängen und Überlappungsweiten läßt sich die Übertragungsfunktion des
betreffenden Wandlers derart vorgeben, wie sie für den einzelnen Anwendungszweck gefordert wird. Diese
Maßnahme, unterschiedliche Überlappungsweiten vorzusehen, wird als Wichtung der Wandlerfinger bezeichnet.
Die unterschiedlichen Längen der Wandlerfinger führen dazu, daß quer zur vorgesehenen Ausbreitung
der Oberflächenwelle gesehen der betreffende aktive Anteil des Wandlers nicht notwendigerweise über
diesen ganzen Wandler hinweg gleich bleibende Breite hat. Im Anfangsteil des Wandlers erzeugte und von dort
ausgehende Oberflächenwe'ilen würden dann auf ihrem Weg im Wandler Oberflächenbereiche des Substratkörpers
durchlaufen, auf denen über die Breite des Wandlers gesehen keine oder nur ungleich viele
Wandlerfinger vorhanden sind. Für einen gleichmäßigen störungsfreien Lauf der Oberflächenwellen, insbesondere
zur Vermeidung von Laufzeitunterschieden in quer zur WelleriäüsBreitungsrichtung benachbarten
Bereichen, verwendet man daher auch solche Wandlerfinger, bei denen ein erheblicher Anteil ihrer Länge
mangels Überlappung in diesem Längenbereich als Wandler inaktiv ist, nämlich weil neben ihnen kein
Wandlerfinger entgegengesetzter Polarität vorhanden ist. Solche Anteile werden als Blindfinger bezeichnet.
Bei wie beschriebenen Oberflächenwellenanordnungen
mit Eingangswandler · und Ausgangswandler zur Übertragung eines Signals vom Eingang zum Ausgang
ίο treten jedoch als Störungen solche Signale auf, die
gegenüber der vorgesehenen Signalübertragung Laufzeitverschiebungen haben. Zum Beispiel kann ein
solches Störsignal darauf beruhen, daß ein Anteil der bereits in den Ausgangswandler gelangten Oberflächenwelle
im Bereich der Wandlerfinger des Ausgangswandlers eine mechanische und/oder elektrische Reflexion
erfährt, der als reflektiertes Signal in der der Soll-Richtung entgegengesetzten Richtung durch die
Oberflächenwellenanordnung zum Eingangswandler zurückläuft und dort wiederum zu einem Anteil
mechanisch und/oder elektrisch reflektiert wird. Ein solches dreimal die Oberflächenwellenanordnung
durchlaufendes Signal wird als Triple-Transit-Signal bezeichnet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenwellenanordnung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 in der Weise auszubilden, daß zumindest eine erhebliche Verminderung solcher
Signale vorliegt, die aufgrund innerer Reflexionen in der Anordnung mit einer Laufzeit, die von der Laufzeit des
Nutzsignals abweicht, am Ausgangswandler auftreten.
Diese Aufgabe wird bei einer solchen Oberflächenwellenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
mit den Merkmalen gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben sind.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, derartige, wie oben beschriebene Störsignale
dadurch zu beseitigen, daß unvermeidliche Reflexionen, die zu einem solchen Störsignal führen, so beeinflußt
werden, daß sie keinen schädlichen Einfluß mehr auf das Nutzsignal der Anordnung haben.
Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
hervor.
F i g. 1 zeigt eine prinzipielle Ansicht einer erfindungsgemäßen Oberflächenwellenanordnung.
F i g. 2 zeigt mit einem vergrößerten Ausschnitt (Maßstab 100 :1) einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Eingangswandler der Oberflächenwellenanordnung nach Fig. 1.
F i g. 2 zeigt mit einem vergrößerten Ausschnitt (Maßstab 100 :1) einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Eingangswandler der Oberflächenwellenanordnung nach Fig. 1.
Die Aufsicht gemäß F i g. 1 zeigt einen Substratkörper 1 mit einem auf dessen Oberfläche aufgebrachten
Eingangswandler 3 und Ausgangswandler 5 sowie mit ebenfalls auf der Oberfläche angeordneten, an sich
bekannten Multistrip-Koppler 7. Mit den Pfeilen 9 und 11 ist die vorgesehene Ausbreitungsrichtung der
Oberflächenwellen zwischen Eingangswandler 3 und Ausgangswandler 5 angedeutet. Wegen des Vorhandenseins
des Multistrip-Kopplers 7 liegt ein parallel versetzter Ausbreitungsweg der Oberflächenwellen vor,
womit eine unerwünschte Signalübertragung von Volumenwellen vom Eingangswandler3 zum Ausgangswandler
5 in an sich bekannter Weise unterdrückt ist. Mit 31 und 32 sowie mit 51 und 52 sind die elektrischen
Eingangs- bzw. Ausgangsanschlüsse der Oberflächenwellenanordnung bezeichnet. Die einzelnen Wandler-
COPV
finger sind über die Kontaktstreifen 33 und 34 bzw. 53 und 54 angeschlossen. Durch Anlegen eines elektrischen
Hochfrequenzsignals, ζ. B. eines Fernseh-ZF-Signals, an
die Anschlüsse 31 und 32 wird in der Oberfläche des piezoelektrischen Materials des Substratkörpers 1 im
Bereich des Eingangswandlers 3 eine Oberflächenwelle erzeugt. Aus dieser mechanischen Oberflächenwelle
wird im Ausgangswandler 5 aufgrund des Piezoeffekts des Substratkörpers 1 ein in wie vorgegebenerweise,
d. h. entsprechend der vorgeschriebenen Übertragungsfunktion, beeinflußtes elektrisches Ausgangssignal an
den Anschlüssen 51 und 52 zurückgewonnen.
Bei einer der Fig. 1 zugrunde liegenden bekannten Anordnung sind die in den mit 13 und 15 bezeichneten
Bereichen vorhandenen Wandlerfinger in der gleichen Weise quer bzw. senkrecht zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung
9,11 ausgerichtet, wie dies im Ausgangswandler 5 im Multistrip-Koppler 7 und auch im Bereich
17 des Eingangswandlers 3 der Fall ist
Wie dies in der F i g. 1 bereits zu erkennen ist, jedoch in der Fig.2 deutlicher dargestellt ist, ist der
Überlappungsbereich einzelner benachbarter Finger, hier beim Eingangswandler, über die Länge des
Eingangswandlers, d. h. in Richtung der Wellenausbreitung gesehen, unterschiedlich groß. Im Anfangsbereich
(nahe den Anschlüssen 31 und 32) sowie im Endbereich (nahe dem Multistrip-Koppler 7) ist die gegenseitige
Überlappung der Wandlerfinger nur relativ gering. Im dazu mittleren Bereich 17 des Wandlers liegt große
Überlappung vor, durch die die maximale Breite des Eingangswandlers 3 (gesehen quer zur Ausbreitungsrichtung 9) vorgesehen ist
An sich könnten in dem dem Multistrip-Koppler 7 benachbarten Endbereich des Eingangswandlers 3
aufgrund der dort geringeren Überlappungsweite die äußeren Kontaktanschlüsse 33 und 34 der Wandlerfinger
des Eingangswandlers wieder näher aufeinander zulaufen, wie dies für den Anfangsbereich der Fall ist.
Mit Rücksicht auf störungsfreie Wellenausbreitung der Oberflächenwellen werden jedoch üblicherweise die
Wandlerfinger in diesem Endbereich ebenso lang wie die Finger des mittleren Bereiches 17 gemacht, so daß
außerhalb des jeweiligen Überlappungsbereiches benachbarter Wandlerfinger relativ große Längenanteile
der einzelnen Wandlerfinger als Blindfinger für die Realisierung der Übertragungsfunktion inaktiv sind.
Elektrisch dienen sie nur als Zuleitungen zwischen den äußeren Kontaktanschlüssen 33 und 34 und zu den
aktiven einander überlappenden Anteilen der Wandlerfinger.
Fig.2 zeigt in vergrößerter Ansicht einen erfindungsgemäß
ausgebildeten Eingangswandler 3 mit seinen streifenförmigen Wandlerfingern 30, die ausgehend
von den einander gegenüberliegenden Randstreifen der Kontaktanschlüsse 33 und 34 unterschiedlich
große Überlappungslänge aufweisen. In dem mit 12 bezeichneten Flächenanteil zwischen den Flächenanteilen
13 und 15 und auch in dem am Flächenanteil 12 in F i g. 2 links angrenzenden Bereich ist die Überlappung
der in Ausbreitungsrichtung jeweils benachbarten, an der jeweils gegenüberliegenden Seite angeschlossenen
Wandlerfinger nur relativ gering (vergleichsweise zum Maß der Überlappung im Bereich 17), so daß im Grunde
genommen die für die eigentliche Wandlercharakteristik inaktiven Flächenanteile 13 und 15 überhaupt keine
Wandlerfinger zu enthalten brauchten. Aus den bereits oben erwähnten Gründen der mechanischen Ausbreitung
der Oberflächenwellen sind jedoch in diesen Flächenanteilen 13 und 15 inaktive Längenanteile
(Blindfinger) der Wandlerfinger vorhanden, die jedoch bei Anordnungen des Standes der Technik (anders als in
den F i g. 1 und 2 dargestellt) senkrecht zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle und
damit parallel zu allen übrigen Wandlerfingern ausgerichtet sind.
Bei der Erfindung ist nun aber vorgesehen, wenigstens bei einer wesentlichen Anzahl solcher Wandlerfinger
mit relativ großem inaktiven Längenanteil, d. h. bei Wandlerfingern der Flächenanteile 13 und 15 mit
Überlappungen im nur schmalen Flächenanteil 12, einen großen Anteil dieser inaktiven Längenanteile wiederum
parallel zueinander, jedoch insgesamt schräg zur Wellenausbreitungsrichtung 9 anzuordnen. Wie auch
aus der Figur zu ersehen, liegen noch kurze inaktive Fingeranteile im Flächenanteil 12, jedoch ist die
Gesamtausgangsfront des Wandlers erfindungsgemäß weitgehend mit schräg gerichteten Fingeranteilen
versehen. Insbesondere sind die schräg gestellten inaktiven Anteile der Wandlerfinger des Flächenanteils
15 denjenigen des Flächenanteils 13 entgegengesetzt geneigt gerichtet. Bei dieser letzterwähnten Anordnung
entsteht ein Muster, das als Fischgrätenmuster bezeichnet werden kann.
Die Schrägrichtung der inaktiven Längenanteile bzw. Blindfinger muß sich nicht auf sämtliche im jeweiligen
Wandler vorhandenen Wandlerfinger mit relativ langem inaktiven Längenanteil erstrecken. Bei der
Erfindung sind in F i g. 2 jeweils links der Flächenanteile 13 und 15 noch einige nicht erfindungsgemäß schräg
ausgerichtete Wandlerfinger vorhanden, die eine nur relativ geringe Überlappung haben. Wichtig ist nämlich,
daß in Richtung auf den Wellenausgang des erfindungsgemäß ausgebildeten Eingangswandlers — oder bei
erfindungsgemäßer Ausbildung des Ausgangswandlers in Richtung zu dessen Welleneingang — möglichst
ausschließlich nur noch erfindungsgemäß schräg gerichtete wesentliche inaktive Längenanteile (Blindfinger)
vorliegen.
Mit der Erfindung wird bei der hier dargestellten Ausführungsform verhindert, daß ein unvermeidlich
auftretender mechanisch und/oder elektrisch am bzw. im Ausgangswandler 5 reflektierender und entgegen
den Wellenausbreitungsrichtungen 9 und 11 laufender (Energie-)Anteil der Oberflächenwellen in störendem
Maße am Eingangswandler 3 ebenfalls in gleicher Weise zurückreflektiert wird. Vielmehr wird an den schräg
gestellten inaktiven Längenanteilen bzw. Blindfingern des hier erfindungsgemäß ausgebildeten Eingangswandlers
eine in Gegenrichtung zur Wellenausbreitungsrichtung 9 in den Eingangswandler 3 einfallende Oberflächenwelle
den Reflexionsgesetzen entsprechend nach der Seite hin wegreflektiert, so daß insoweit keine
Rückreflexion eines Störsignals zum Ausgangswandler 5 hin auftritt. Ein am aktiven Anteil der Wandlerfinger
im Flächenbereich 13 reflektierender Oberflächenwellenanteil ist in seiner Größe vergleichsweise vernachlässigbar.
Mit 18 und 20 sind Unterbereiche der Flächenanteile 13 und 15 bezeichnet, in denen die inaktiven Finger so
abgeschnitten sind, daß sich insgesamt eine gerade Front des Ausgangs dieses Eingangswandlers — beim
Ausgangswandier eine gerade Front seines Eingangs — ergibt. Diese an sich nicht einmal als Zuleitung zu einem
aktiven Fingeranteil erforderlichen Blindfinger dienen dazu, für die mit gerader Wellenfront aus dem Wandler
herauslaufende Welle über die ganze Wellenfront
hinweg einheitliche Belegung der Substratoberfläche mit Elektrodenfingern zu haben, so daß keine
Unsymmetrie für die mechanischen Oberflächenwellen vorliegt.
Eine im Sinne der Erfindung günstige Neigung der Blindfinger liegt zwischen 55 bis 75° zur Ausbreitungsrichtung, d.h. 15 bis 35° zu den übrigen quer zur
Ausbreitungsrichtung stehenden Wandlerfingern. Ein Optimum der Ausrichtung wurde für einen Neigungswinkel
von 67,5° gefunden. Eine vorzugsweise anzuwendende Neigung für die Blindfinger ist eine solche, die
nach der Einhüllendenkurve des Überlappungsbereiches im mittleren Bereich 17 des Wandlers vorliegt.
Diese Einhüllendenkurve ist durch die mit 19 bezeichnete, gestrichelt dargestellte Doppelkurve kenntlich
gemacht.
Die erfindungsgemäße Maßnahme kann am Eingangswandler und/oder am Ausgangswandler realisiert
sein, soweit dieser bzw. diese mit solchen gewichteten Fingern ausgebildet sind.
Zusammenfassung
Oberflächenwellenanordnung mit verbesserter
Störsignalunterdrückung
Oberflächenwellenfilter (1) mit Störsignalunterdrükkung durch Schrägstellen der Finger im Ausgangsbereich
(13,15) des Eingangswandlers (3).
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Oberflächenwellenanordnung mit einem Eingangswandler
und mit einem Ausgangswandler, von denen wenigstens ein Wandler mit einer Wichtung
der Wandlerfinger ausgebildet ist, so daß jeweils ein Längenanteil der einzelnen Wandlerfinger inaktiv ist
(Blindfinger),gekennzeichnet dadurch,daß bei einer wesentlichen Anzahl von Wandlerfinger
dieser inaktive Längenanteil schräg zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung der Oberflächen in der
Anordnung ausgerichtet ist.
2. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,' daß die Ausrichtung der
Neigung dieser Blindfinger der Einhüllenden des jeweils benachbarten Anteils des aktiven Teiles des
zugehörigen Wandlers entspricht.
3. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel der
Ausrichtung der Blindfinger 55 bis 75° zur Ausbreitungsrichtung beträgt.
4. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel 67,5° ±5%
beträgt.
5. Oberflächenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
schräg ausgerichteten inaktiven Längenanteile der Wandlerfinger an den einander zugewandten Enden
des Eingangs- bzw. des Ausgangswandlers derart begrenzt sind (18,20), daß der betreffende Wandler
dort eine wenigstens nahezu geradlinige, zur Ausbreitungsrichtung senkrechte Begrenzung hat.
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Legal Events
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