DE3025871C2

DE3025871C2 - Akustische Oberflächenwelleneinrichtung

Info

Publication number: DE3025871C2
Application number: DE3025871A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Muko Kyoto Arai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1986-09-25
Also published as: JPS6223490B2; JPS5610725A; GB2056809B; DE3025871A1; US4307356A; GB2056809A

Description

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Die Erfindung geht aus von einer akustischen Oberflächenwelleneinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Eine solche Einrichtung ist aus DE-OS 27 18 572 Fig. 6 bekannt. Einrichtungen dieser Art werden hauptsächlich als Verzögerungselemente für elektrische Signale eingesetzt, wobei das elektrische Signal von einem der Wandler (dem Sendewandler) in eine akustische Oberflächenwelle umgewandelt und nach Durchlaufen einer definierten Laufstrecke vom anderen Wandler (dem Empfangswandler) empfangen und wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Durch geeignete Formgebung der Elektrodenüberlappung insbesondere des Sendewandlers kann auch ein bestimmtes Frequenzverhalten mit Filtercharakteristik erzielt werden. Von der gesamten, auf den Empfangswandler treffenden Oberflächenwelle wird nur ein Teil wieder in das elektrische Signal umgewandelt. Ein anderer Teil wird vom Empfangswandler in Richtung auf den Sendewandler reflektiert, und ein weiterer Teil wird vom Empfangswandler durchgelassen und dann gegebenenfalls an der Substratkante reflektiert. Die in Richtung zum Sendewandler reflektierten Wellenanteile v/erden von diesem erneut reflektiert und erzeugen im Empfangswandler ein Echosignal, dessen Verzögerung gegenüber dem Ursprungssignal nicht der einfachen, sondern der dreifachen Laufstrecke zwischen Sende- und Empfangswandler entspricht (triple transit echo wave TTE). Zur Unterdrückung solcher unerwünschten, weil signaher7errenden Echosignale dient der Reflexionswandler, der einem der beiden Wandler zugeordnet wird. Durch Versetzen des Reflexionswandlers gegenüber dem zugeordneten Wandler in Laufrichtung der Oberflächenwellen um einen Beirag, der einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge der Oberflächenwellen entspricht, sowie gegebenenfalls durch geeignete Beschallung des Reflexionswandlers wird erreicht, daß am Keflexionswandlcr und an dem ihm zugeordneten Wandler reflektierte Oberflächenwellen zueinander gegenphasig sind und sich gegenseitig auslöschen.

Bei der aus DE-OS 27 18 572 bekannten Vorrichtung der genannten Art ist der Reflexionswandler auf der vom Sendewandler abgewandten Seite des Empfangswandlers zwischen diesem und der Substratkante angeordnet und in seiner Breite, d. h. senkrecht zur Laufrichtung der Oberflächenwellen gesehen, in zwei Abschnitte unterteilt, von denen jeder weniger als die Hälfte der Breite von Sende- und Empfangswandler einnimmt und die in Laufrichtung der Oberflächenwellen gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Ähnliche Einrichtungen, bei denen der Reflexionswandler jedoch nicht in Abschnitte unterteilt ist, sind ebenfalls aus der DE-OS 27 18 572 sowie aus der US-PS 35 96 211 bekannt, wobei der ungeteilte Reflexionswandler entweder ebenfalls auf der dem Sendcwandler abgewandten Seite des Empfangswandlers zwischen diesem und der Substratkante oder seitlich neben dem Sendewandler oder dem Empfangswandler angeordnet ist.

Bei diesen bekannten Einrichtungen führt die Anbringung des Reflexionswandlers zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Platzbedarfes der gesamten Elektrodenanordnung auf dem Substrat. Dieser zusätzliche Platzbedarf ist wesentlich größer als estern Flächenbedarf lediglich des Reflexionswandlers entspricht. Liegt der Reflexionswandler seitlich neben dem zugeordneten Wandler, so muß die Breite des anderen Wandlers mindestens so groß sein wie die des Reflexionswandlers und des ihm zugeordneten Wandlers zusammengenommen, und entsprechend muß die Gesamtbreite des Substrats vergrößert werden. Liegt der Reflexionswandler auf der vom Sendewandler abgewandten Seite des Empfangswandlers zwischen diesem und der Substratkante, so muß, da der Abstand zwischen Reflexionswandler und Empfangswandler die gleiche Größenordnung wie der zwischen Sende- und Empfangswandler haben muß, die Länge des Substrates beträchtlich vergrößert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine akustische Oberflächenwelleneinrichtung der angegebenen Art so weiterzubilden, daß sie mit geringerem Platzbedarf auf dem Substrat hergestellt werden kann, trotzdem aber eine mit dem Stand der Technik mindestens vergleichbare Störwellenunterdrückung liefert.

Diese Aufgabe wird bei einer Oberflächenwelleneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die Wirksamkeit eines Wandlers, z. B. des Sende- oder Empfangswandlers bzw. des Reflexionswandlers, jedenfalls im Betriebsfrequenzbereich nicht oder nur unwesentlich vermindert wird, wenn innerhalb der Gesamtlänge des Wandlers einzelne Teile weggelassen werden, so daß zwei oder mehr Wandlerabschnitte mit dazwischenliegenden Lücken gebildet werden.

Deshalb können diese Lücken zur Unterbringung von Abschnitten des jeweils dem Wandler zugeordneten Reflexionswandlers genützt werden, so daß man eine kompakte, sehr platzsparende Anordnung eines Wandlers mit zugeordnetem Reflexionswandler erhält, ohne daß die Wirksamkeit des als Sende- oder Empfangswandler dienenden Wandlers oder die Störwellenunterdrückung durch den zugeordneten Reflexionswandler beeinträchtigt wird.

Weiterhin wird durch die Verschachtelung des R°flexionswandlers und des im zugeordneten Wandlers der Vorteil erzielt, daß der Abstand zwischen den Schwerpunkten dieser Wandler auf ein sehr kleines ungeradzahliges Vielfaches einerr Viertelwellenlänge, insbesondere auf nur eine Viertelwellenlänge reduziert werden kann. Hierdurch wird eine gute gegenseitige Auslöschung der an diesen Wandlern reflektierten Wellen auch dann noch gewährleistet, wenn die tatsächliche Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelien etwas von der Wellenlänge, für die der Wandler ausgelegt ist, abweicht.

Es ist zwar als A. A. Oliner »Acoustic Surface Waves«, Springer-Verlag, 1978, Seiten 118, 119 bekannt, daß innerhalb eines sich über eine bestimmte Länge erstreckenden Interdigitalwandlers ein Teil der sich überlappenden Fingerelektrodenpaare wegzulassen, se daß man eine »verdünnte« Elektrodenanordnung erhält, ohne daß die Frequenzcharakteristik wesentlich geändert wird. Die verbleibenden, sich überlappenden Fingerelektrodenpaare sind jedoch nach wie vor gleichmäßig über die Gesamtlänge des Wandlers verteilt, so daß nicht von einzelnen, durch Lücken voneinander getrennten Abschnitten des Wandlers gesprochen werden kann.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine vorbekannte akustische Oberflächenwelleneinrichtung zur vergleichenden Erläutertung;

F i g. 2 schematisch eine akustische Oberflächenwelleneinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 3a und 3b einen Interdigitalwandler vor und nach Entfernung einzelner Abschnitte;

Fig.4 die Frequenzcharakteristik des Interdigitalwandlers nach F i g. 3a und 3b;

F i g. 5 eine Wandleranordnung für eine akustische Oberflächenwelleneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 6 eine Wandleranordnung für die Verwendung in einer akustischen Oberflächenwelleneinrichtung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 7 eine graphische Darstellung des Betriebsverhaltens einer akustischen Oberflächenwelleneinrichtung gemäß der Erfindung und einer konventionelleil akustischen Oberflächenwelleneinrichtung;

F i g. 8 und 9 schematisch die akustischen Oberflächenwelleneinrichtungen, mit denen die in F i g. 7 gezeigten Charakteristiken gemessen wurden;

Fig. 10 ähnlich wie Fig. 5 eine geänderte Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine akustische Oberflächenwelleneinrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt, mit einem länglichen rechteckigen Substrat 10, das durch eine durchgehende Platte aus piezoelektrischem Material, wie zum Beispiel Pb(Zr, Ti)O3 oder L1NBO3 oder durch sine dünne Schicht von ZnO auf einer Unterlage gebildet ist und drei Wandler 11, 12 und 13 trägt, von denen zwei benachbarte Wandler 12 und 13 möglichst nahe beieinander angeordnet sein sollten. Jeder der Wandler 11, 12 und 13 besteht aus einem Paar von metallischen Dünnschichtelektroden, wie zum Beispiel Aluminiumelektroden, die durch irgendein bekanntes Verfahren, zum Beispiel Aufdampfen oder Photoätzen in Form von Kämmen mit ineinandergreifenden Zähnen ausgebildet sind. Der Wandler 11 ist mit einer Signalquelle S gekoppelt und als Sendewandler betrieben, der Wandler 12 ist mit einer Last L gekoppelt und dient als Empfangswandler und der Wandler 13 ist mit einer geeigneten Impedanzschaltung 17 verbunden, so daß er als Reflexionswandler wirkt. Das Element 15 stellt die Ausgangsimpedanzkomponente der Signalquelle S und das EIement 16 die Eingangsimpedanzkomponente der Last L dar. Jede Impedanzkomponente 15 und 16 weist eine induktive und eine resistive Komponente auf und kann auch eine kapazitive Komponente aufweisen. Die Impedanzschaltung 17 weist eine Induktivität und einen Widerstand auf, die so gewählt sind, daß ihr Impedanzwert gleich dem Impedanzwert der Impedanzschaltung 16 ist. Die Impedanzschaltung 17 kann darüber hinaus noch einen Kondensator aufweisen.

Die Entfernung Z.12 zwischen den Zentren der Wandler 11 und 12 und die Entfernung Ln zwischen den Zentren der Wandler 11 und 13 sind so ausgewählt, daß ihre Differenz \L\2—Ln\ gleich einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge Ao der akustischen Oberflächenwellen bei der Mittelfrequenz /Ό des Signa'bereichs ist, für das die akustische Oberflächenwelleneinrichtung ausgelegt ist, d. h.

= (y⁺ t

wobei N eine ganze Zahl einschließlich Null ist.

Wird ein elektrisches Wechselsignal an die Elektroden des Sendewandlers 11 von der Signalquelle 5 angelegt, so erzeugt der Wandler 11 akustische Oberflächenwellen, die sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der Oberfläche des Substrates auf einem Weg 14 zu den Zähnen der Elektroden fortpflanzen. Die nach links laufenden Oberflächenwellen enden am Ende des Substrates 10, wo sie von einem (nicht gezeigten) Absorber gelöscht werden können. Die nach rechts laufenden Oberflächenwellen werden teilweise durch den Wandler 12 empfangen, teilweise durch den Wandler 12 zurück zum Sendewandler 11 reflektiert und teilweise über den Wandler 12 zum Reflexionswandler 13 weitergeleitet, von wo wieder ein Teil ähnlich durch den Wandler 13 zurück zum Wandler 12 reflektiert wird.

Wenn die Wandler 12 und 13 gleiche Größe und Aufbau haben und die Impedanzschaltung 17 ungefähr denselben Impedanzwert wie die Impedanzschaltung 16 hat, sind die Reflexionskoeffizienten der Wandler 12 und 13 einander ungefähr gleich, so daß die an ihnen reflektierten Wellen, wenn die Dämpfung der Amplitude während ihrer Fortpflanzung vernachlässigbar klein ist, ungefähr gleiche Amplitude haben. Da der Unterschied \Lu—L\z\ gleich einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge Aq ist, haben die beiden reflektierten Wellen einen Phasenunterschied von 180° und löschen sich auf dem Weg 14 zum Sendewandler 11 gegenseitig aus.

Theoretisch sollten die reflektierten Wellen genau die gleiche Größe und Gegenphase haben, damit die gewünschte Auslöschung erfolgt. Praktisch kann jedoch die tatsächliche Differenz IZ.i7-Z.nl vom Soll-Wert ria<;

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heißt dem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels werden, ist in F i g. 5 durch die gestrichelte Linie A bzw. der Wellenlänge Ao abweichen, während die Amplitude die ausgezogene Linie ß dargestellt. Wie aus der graphi-

der reflektierten Welle mehr oder weniger während ih- sehen Darstellung ersichtlich ist, hat der Wandler mit

rer Fortpflanzung gedämpft werden kann, insbesondere der Elektrodenanordnung mit weggelassenen Zähnen

wenn sie durch den Wandler 12 hindurchgeht. Eine sol- 5 eine Charakteristik, die sehr ähnlich derjenigen ist, die

ehe Abweichung und/oder Dämpfung kann jedoch un- von dem Wandler erhalten wird, der die ununterbroche-

ter Benutzung der Impedanzschaltung 17 korrigiert ne Elektrodenanordnung hat, und zwar im Hauptbe-

werden. Wenn die Differenz \L_]2—Lu\ von Soll-Wert triebsbereich, der in Fig.5 beispielsweise im Bereich

abweicht, wird der Reaktanzwert der Impedanzschal- von 53 bis 60 MHz liegt.

tung 17 eingestellt, um die Phase der reflektierten Welle io In den Gebieten oberhalb und unterhalb des Hauptzu kontrollieren, während die Dämpfung der reflektier- gebietes weicht die Kurve B von der Kurve A ab. Da ten Welle dies durch Einstellen des Wirkwiderstandes in diese Abweichung sich nur in den Nebenfrequenzbänder Impedanzschaltung 17 korrigiert werden kann, um dem bemerkbar macht und der Betrieb in diesen Nedie Amplituden der reflektierten Wellen gleich groß zu benbereichen bei dem Sendewandler bis zu einem prakmachen. 15 tisch vernachlässigbaren Pegel unterdrückt werden

Wichtig für das Verständnis der nachstehend be- kann, so entsteht kein Nachteil aus der unterbrochenen

schriebenen Erfindung ist die Beziehung zwischen der Elektrodenanordnung.

Differenz \Ln—Ln\ und der Phasendifferenz zwischen Bei den folgenden erfindungsgemäßen Ausführungs-

den an den Wandlern 12,13 reflektierten Wellen. formen ist deshalb jeder der Wandler 12 und 13 in eine

Wenn die Differenz \L\2— Z-u| einen Wert hat, der 20 Anzahl von Abschnitten unterteilt, wobei jeweils ein

durch obige Gleichung (1) beschrieben ist, und wenn die Abschnitt eines Wandlers zwischen die Abschnitte des

Reflexionskoeffizienten der Wandler 12 und 13 gleich anderen Wandlers eingeschoben ist.

sind, kann die Phasendifferenz ΔΦ zwischen den reflek- In F i g. 2 ist eine akustische Oberflächenwellenein-

tierten Wellen wie folgt ausgedrückt werden: richtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung

25 gezeigt. In F i g. 2 bezeichnen die Bezugsziffern 12a und

Λφ _ (2 Λ/ + X)Ap . . 126 die Abschnitte des Empfangswandlers, und die Be-

A ' ^{π (} ' zugsziffern 13a und 136 die Abschnitte des Reflexionswandlers. Die ersten Abschnitte 12a und 13a des Emp-

wobei Ao die der Mittenfrequenz des Betriebsbereichs fangswandlers und Reflexionswandlers haben unterein-

entsprechende Wellenlänge und A die tatsächliche WeI- 30 ander gleiche Größe und gleichen Aufbau. Auch die

lenlänge der akustischen Welle ist, die sich entlang des zweiten Abschnitte 126 und 136 haben untereinander

Weges 14 fortpflanzt. Nur wenn die akustische Welle identische Größen und identischen Aufbau. Die beiden

eine Wellenlänge hat die gleich Ao ist, so kann Gleichung Abschnitte in jedem Wandler haben einen solchen Ab-

(2) wie folgt ausgedrückt werden: stand voneinander, daß die Phase der akustischen Welle

35 im ersten Abschnitt derjenigen im zweiten Abschnitt

ΔΦ = 2Nst + st (3) entspricht Die Abschnitte sind dabei so auf dem Substrat 10 angeordnet, daß der erste Abschnitt 13a des

d. h„ daß die reflektierten Wellen entgegengesetzte Reflexionswandlers zwischen den Abschnitten 12a und Phasen haben. Weicht jedoch die Frequenz A von der 126 des Empfangswandlers und der zweite Abschnitt Mittenfrequenz A₀ ab, so wird die Phasendifferenz ΔΦ 40 126 des Empfangswandlers zwischen den Abschnitten von „τ abweichen, wodurch die Löschwirkung ver- 13a und 136 des Reflexionswandlers angeordnet ist. Die schlechten wird, und zwar um so mehr, je größer die Entfernung zwischen den Zentren der ersten Abschnitte Zahl N ist. Um die Löschwirkung über einen weiten 12a und 13a und die Entfernung zwischen den Zentren Frequenzbereich der akustischen Wellen zu erhalten, der zweiten Abschnitte 126 und 136 sind beide gleich muß deshalb die Zahl N so klein wie möglich gemacht 45 einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels der werden, was nur durch Verkleinerung der Entfernung Wellenlänge Ao. Demgemäß ist auch die Entfernung zwi- |L|2 — Lh| zwischen den Zentren der Wandler 12 und 13 sehen den Zentren des Empfangswandlers und des Reerreicht werden kann. Für diesen Zweck wird erfin- flexionswandlers gleich einem ungeradzahligen Vielfadungsgemäß die Elektrodenanordnung sowohl bei dem chen eines Viertels der Wellenlänge Ao. Die Abschnitte Empfangswandler als auch beim Reflexionswandler in 50 12a und 126 des Empfangswandlers sind parallel geeine Anzahl von Abschnitten aufgeteilt und es werden schaltet und mit der Last L verbunden. Die Abschnitte die Abschnitte des Empfangswandlers und die Ab- 13a und 136 des Reflexionswandlers sind ebenfalls parschnitte des Reflexionswandlers abwechselnd nachein- allel geschaltet und mit der Impedanzschaltung 17 verander entlang dem Substrat angeordnet Es ist auch bunden.

möglich, Gruppen von Elektrodenzähnen in jedem 55 Wenn die Abschnitte des Wandlers zwischeneinander

Wandler wegzulassen, um wenigstens zwei Abschnitte in der oben beschriebenen Weise angeordnet sind, ist es

der Elektrodenanordnung mit einer dazwischen gelasse- möglich, die Differenz \Ln—Ln\ kleiner zu machen, als

nen Lücke zu schaffen, wobei ein Abschnitt eines Wand- dies bei der bekannten Anordnung nach F i g. 1 möglich

lers, z. B. des Empfangswandlers, in die Lücke des ande- ist Daher kann die Phasendifferenz ΔΦ ungefähr gieich

ren, z. B. des Reflexionswandlers, zwischengeschoben 60 π über einen weiten Frequenzbereich eingestellt wer-

ist den, so daß die Auslöschungswirkung verbessert wird.

F i g. 3a und 3b zeigen die Elektrodenanordnung eines In F i g. 5 ist eine Anordnung des Empfangswandlers Wandlers bevor und nachdem Gruppen von Zähnen und Reflexionswandlers gemäß einer zweiten Ausfühweggelassen wurden. In Fig.3b sind die Zähne, die rungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausweggelassen oder entfernt sind, durch gestrichelte Li- 65 führungsform ist die Anzahl der Abschnitte bei entwenien dargestellt Die frequenzabhängige Dämpfungs- der dem Empfangswandler oder dem Reflexionswandcharakteristik, die erhalten wird, wenn die Elektroden- ler größer als die Anzahl der Abschnitte im anderen anordnungen von Fig.3a und 3b im Wandler benutzt Wandler. Ist die Anzahl der Abschnitte im Empfangs-

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wandler 12 gleich N\2, kann die Anzahl Nn von Ab- rend die Bezugsziffern 13a und 13Zj zwei Abschnitte schnitten im Reflexionswandler 13 wie folgt ausge- bezeichnen, die den Reflexionswandler bilden. Die Entdrückt werden: fernung zwischen den Zentren des Empfangswandlers

und des Reflexionswandlers ist so eingestellt, daß sie ein

Λ/υ = Λ/|2 ±1 (4) 5 ungeradzahliges Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge A₀ beträgt. Für diesen Zweck haben die Teile des

In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel ist der Empfangs- Basisteiles 34a, der zwi „hen den ersten Gruppen der wandler in drei Abschnitte 12a, 126,12c unterteilt, wäh- ersten und zweiten Elektrode 30 und 32 bzw. zwischen rend der Reflexionswandler in zwei Abschnitte 13a und den zweiten Gruppen der ersten und zweiten Elektrode 130 aufgeteilt ist. Diese Abschnitte sind auf solche Wei- io 30 und 32 liegen, jeweils eine Breite, die gleich 5Aq/8 ist. se angeordnet, daß der Abschnitt 13a des Reflexions- Die elektrische Verbindung zu drei Elektroden 30, 32 wandlers zwischen den Abschnitten 12a und 126 des und 34 ist so, daß die Last L zwischen den Elektroden 30 Empfangswandlers und der Abschnitt 136 des Refle- und 34 liegt und die Impedanzschaltung 17, die durch xionswandlers zwischen den Abschnitten 126 und 12c eine variable Induktivität 17a und einen variablen Wides Empfangswandlers angeordnet ist. Vorzugsweise 15 derstand 176 gebildet wird, zwischen die Elektroden 32 haben die Abschnitte jedes Wandlers alle dieselbe Grö- und 34 geschaltet ist. Elemente 16a und 166 stellen inße und denselben Aufbau und sind symmetrisch um eine duktive und kapazitive Komponenten der Eingangsim-Mittellinie des Wandlers angeordnet, die sich im rechten pedanzkomponente der Last L dar. Zusätzlich kann die Winkel zur Fortpflanzungsrichtung der Wellen er- Impedanzschaltung 17 noch einen variablen Kondensastreckt. Bei dieser Anordnung kann die Differenz 20 tor 17c aufweisen, und es kann angenommen werden, I£.12—Lu\, gemessen zwischen diesen Mittellinien, sogar daß die Impedanzkomponente 16 eine kapazitive Komso klein sein, daß sie ein Viertel der Wellenlänge Ao ponente haben kann, wie dies gestrichelt angedeutet ist. beträgt, d. h. die Zahl Nin der Gleichung (2) kann gleich Die Induktivität und der Kondensator in der Impe-NuII gesetzt werden, so daß die Phasendifferenz ΔΦ danzschaltung 17 können so eingestellt werden, daß, gleich (Ao/Ά) π ist. Die Auslöschung der unerwünschten 25 wenn der Unterschied zwischen den Zentren des Empreflektierten Welle kann daher über einen weiten Fre- fangswandlers und des Reflexionswandlers nicht genau quenzbereich bewirkt werden. gleich einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels In F i g. 6 ist eine Elektrodenanordnung einer akusti- der Wellenlänge Ao ist, trotzdem die Phase der an den sehen Oberflächenwelleneinrichtung gemäß einer wei- Wandlern reflektierten Wellen entgegengesetzt zueinteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der 30 ander eingestellt werden können. Darüber hinaus kann Empfangswandler und der Reflexionswandler sind bei der Widerstand in der Impedanzschaltung 17 so gewählt dieser Ausführungsform aus drei getrennten Anordnun- werden, daß die Amplituden der reflektierten Wellen gen von Elektroden aufgebaut, nämlich einer ersten und einander gleich eingestellt werden können,
zweiten Elektrode 30 und 32 und einer gemeinsamen Da man sich den Empfangswandler der F i g. 6 so vor- oder Erdelektrode 34. Der Empfangswandler wird 35 stellen kann, daß sein Mittelteil und sein rechter Endteil durch die erste Elektrode 30 zusammen mit der Erdelek- in der oben im Zusammenhang mit F i g. 3a und 3b betrode 34 und der Reflexionswandler durch die zweite schriebenen Weise weggelassen und die Abschnitte des Elektrode 32 zusammen mit der Erdelektrode 34 gebil- Reflexionswandlers in die Lücken des Empfangswanddet. Die erste Elektrode 30 hat einen länglichen Basisteil lers zwischengeschoben wurden, nehmen der Emp-30a und eine Vielzahl von Elektrodenzähnen, die sich 40 fangswandler und der Reflexionswandler der Fig. 6 zuparallel zueinander in derselben Richtung vom Basisteil sammen ungefähr dieselbe Fläche ein wie die Fläche 30a aus erstrecken, wobei jeder Zahn eine Breite von eines nicht unterteilten Empfangswandlers einer kon- Ao/8 hat. Die Elektrodenzähne sind paarweise nahe bei- ventionellen akustischen Oberflächenwelleneinricheinander mit einem Abstand von Ao/8 angeordnet, wäh- tung. Daher kann die erfindungsgemäße akustische rend benachbarte Paare einen Abstand von 5Ao/8 von- 45 Oberflächenwelleneinrichtung mit ungefähr gleicher einander haben, so daß jeweils ein ähnliches Elektro- Größe wie eine akustische Oberflächenwelleneinrichdenpaar der Erdelektrode 34 dazwischen liegt. Diese tung vom konventionellen Typ ohne Reflexionswandler paarweisen Elektroden werden auch gespaltene Elek- sein, wobei jedoch die erfindungsgemäße Einrichtung troden genannt. Die Zähne der ersten Elektrode 30 sind den Vorteil hat, daß unerwünschte reflektierte Wellen in zwei Gruppen am linken und rechten Endabschnitt 50 ausgelöscht werden.

des Basisteiles 30a aufgeteilt mit einer Lücke dazwi- Ein Vergleich der Charakteristiken von akustischen

sehen, um die Elektroden des Reflexionswandlers unter- Oberflächenwelleneinrichtungen wurde durchgeführt

zubringen. mit einer akustischen Oberflächenwelleneinrichtung des

Die zweite Elektrode 32 weist einen länglichen Basis- konventionellen Typs gemäß F i g. 8 mit Sendewandler

teil 32a und eine Vielzahl von gespaltenen Elektroden 55 11 und Empfangswandler 12 und einer erfindungsgemä-

auf, die in ähnlicher Weise wie diejenigen der ersten ßen akustischen Oberflächenwelleneinrichtung gemäß

Elektrode 30 angeordnet und in zwei Gruppen aufge- Fi g. 9 mit Sendewandler 11, Empfangswandler 12a und

teilt sind, wobei die erste Gruppe zwischen den beiden 126 und Reflexionswandler 13a und 136, die so angeord-

Gruppen der ersten Elektrode 30 zweite Gruppe rechts net sind, wie in F i g. 6 gezeigt. Bei beiden akustischen

von der zweiten Gruppe der ersten Elektrode 30 ange- 60 Oberflächenwelleneinrichtungen betrug die resistive

ordnet ist. Ausgangskomponente des Sendewandlers ungefähr

Die Erdelektrode 34 weist einen Basisteil 34a von 75 Ω und die resistive Eingangskomponente des Emp-

Zickzackform und eine Vielzahl von gespaltenen Elek- fangswandlers und des Reflexionswandlers ungefähr

troden auf, sie sich vom Basisteil 34a erstrecken und 12 kQ. Die so erhaltenen Charakteristiken sind in der

alternierend zwischen die gespaltenen Elektroden der 65 F i g. 7 dargestellt, in der die Abszisse die Frequenz und

ersten und zweiten Elektrode 30 und 32 greifen. die Ordinate die Dämpfung für die Kurven C und D

In Fig.6 bezeichnen die Bezugsziffern 12a und 126 bzw. die Gruppenverzögerungszeit für die Kurven E

zwei Abschnitte, die den Empfangswandler bilden, wäh- und F darstellt. Die Kurven C und E gelten für die

akustischen Oberflächenweileneinrichtung nach Fig.8, und die Kurven D und Ffür die erfindungsgemäße akustische Oberflächenweileneinrichtung nach F i g. 9. Die Dämpfungscharakteristik-Kurve Czeigt zwar einen Betriebsverlust von nur ungefähr 6,5 dB, aber unerwünschte Welligkeiten im Durchlaßbereich. Im Gegensatz dazu zeigt die Dämpfungscharakteristik-Kurve D, die mit der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenweileneinrichtung erhalten wurde, im wesentlichen keine Welligkeiten im Durchlaßbereich. Bei der Gruppenverzögerungszeitcharakteristik zeigt die Kurve Fstärkere Welligkeiten als die Kurve F, die mit der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwelleneinheit erhalten wurde. Diese Welligkeiten werden durch die Dreifach-Durchgangs-Echowellen verursacht. Da fast keine WeI-ligkeiten auf den Kurven D und F erscheinen, bedeutet dies, daß die unerwünschten reflektierten Wellen, die Anlaß zu den Dreifach-Durchgangs-Echowellen geben, bis auf einen vernachlässigbaren Pegel in der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwelleneinrichtung verringert sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Akustische Oberflächen Welleneinrichtung, bestehend aus einem piezoelektrischen Substrat, auf dessen einer Hauptfläche mindestens zwei interdigitale Wandler zum Aussenden und Empfangen einer akustischen Oberflächenwelle im Abstand hintereinander angeordnet sind und einem dieser Wandler ein Reflexionswandler zugeordnet ist, der aus mindestens zwei durch eine Lücke voneinander getrennten, bezüglich der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle hintereinander angeordneten Abschnitten besteht, dadurch gekennzeichne:, daß der dem Reflexionswandler (13) zugeordnete Wandler (12) aus mindestens zwei durch eine Lücke voneinander getrennten Abschnitten (12a, 126/ besteht, die in Richtung des Ausbreitungsweges der akustischen Oberflächenwelle hintereinander angeordnet sind, und

daß die Abschnitte (13a, 13ο; des Reflexionswandlers (13) und die Abschnitte (12a, \2b)des zugeordneten Wandlers alternierend miteinander in den gegenseitigen Lücken angeordnet sind.

2. Akustische Oberflächenwelleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abschnitte (13a, 13ο; des Reflexionswandlers (13) gleich oder um eins größer oder kleiner als die Zahl der Abschnitte des ihm zugeordneten Wandlers (12) ist.

3. Akustische Oberflächenwelleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Reflexionswandlers (13) und des ihm zugeordneten Wandlers (12) als gespaltene Fingerelektroden ausgebildet sind.