DE3520895C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Filter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Filter ist bereits aus der US-PS 43 98 162 bekannt. Bei piezoelektrischen Filtern oder Keramikdiskriminatoren, die häufig in FM/PM-Demodulationsschaltungen eingesetzt werden, wird die Gruppenlaufzeitcharakteristik durch mechanische Dämpfung im allgemeinen dadurch verbessert, daß piezoelektrische Materialien mit geringem Qm oder elastische Gummilamellen als Dämpfungselemente verwendet werden, wie beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentschrift Nr. 20052/1980 beschrieben ist. Durch eine derartige mechanische Dämpfung wird eine verbesserte Phasenlinearität erhalten, wobei allerdings der Ersatzwiderstand Re gemäß dem Ersatzschaltbild eines Piezoresonators, das in Fig. 2 dargestellt ist, ansteigt. Bei dem Filter erhöht sich daher der Einfügungsverlust bzw. die Einfügungsdämpfung, während sich gleichzeitig das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert, wie anhand der Fig. 3 und 4 zu erkennen ist. Die Fig. 3 zeigt ein Filter mit einer relativ schlechten Gruppenlaufzeitcharakteristik, während in der Fig. 4 eine verbesserte Gruppenlaufzeitcharakteristik vorliegt, jedoch der Einfügungsverlust bzw. die Einfügungsdämpfung vergrößert ist. Diese Tendenz ist besonders deutlich bei sogenannten Abzweigfiltern (leiterförmig ausgebildeten Filtern bzw. symmetrischen Kettenleitern), sogenannten Energieeinfang- Doppelmode-Filtern (Trapping-Filtern) und Dreipolfiltern beobachtbar, die Einzelmoden der Flächen- bzw. Längenvibration verwenden.

Insbesondere für Autotelefone mit FM-Modulationssystemen sind jedoch Filter erforderlich, die eine einwandfreie bzw. gleichmäßige Gruppenlaufzeitcharakteristik bei gleichzeitig reduziertem Einfügungsverlust aufweisen müssen. Entsprechende Charakteristika werden ebenfalls für Empfangsfilter in AM-Stereogeräten als auch für Keramikdiskriminatoren gefordert, die in FM/PM-Demodulationsschaltungen eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Filter zu schaffen, das sowohl eine flache Gruppenlaufzeitcharakteristik bzw. eine lineare Phasencharakteristik als auch eine verminderte Einfügungsdämpfung aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein piezoelektrisches Filter nach der Erfindung mit einem zwischen Ein- und Ausgangsanschlüssen liegenden Serienzweig aus einem oder mehreren in Reihe geschalteten Resonatoren und einem oder mehreren zwischen dem Serienzweig und einem geerdeten Anschluß liegenden durch einen oder mehrere Resonatoren gebildeten Parallelzweigen zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens einer der Resonatoren des Serienzweigs mit einem oder mehreren parallel zu ihm geschalteten Dämpfungswiderständen und wenigstens einer der Resonatoren des Parallelzweigs mit einem oder mehreren in Reihe zu ihm geschalteten weiteren Dämpfungswiderständen verbunden sind.

Entsprechend der Erfindung wird die Dämpfung bei dem piezoelektrischen Filter auf elektrischem Wege durchgeführt, indem zusätzliche Dämpfungswiderstände eingefügt werden. Hierdurch wird erreicht, daß das piezoelektrische Filter eine verbesserte Gruppenlaufzeitcharakteristik (konstante Gruppenverzögerungszeit) aufweist, ohne daß sich dadurch die Einfügungsdämpfung erhöht. Es ist daher möglich mit Hilfe derartiger piezoelektrischer Filter Empfänger mit sehr kleiner Verzerrung herzustellen, ohne daß sich das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert, und ohne daß die Verstärkung oder die Anzahl der Verstärkerstufen erhöht zu werden brauchen.

Die Frequenzeigenschaften der Parallelresonatoren und der Serienresonatoren sind so aufeinander abgestimmt, daß sich die Resonanzfrequenz der Serienresonatoren mit der Antiresonanzfrequenz der Parallelresonatoren deckt, um eine gewünschte Durchlaßcharakteristik zu erhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Serienresonatoren mit zu ihnen parallel liegenden Dämpfungswiderständen verbunden sind, während die Parallelresonatoren mit zu ihnen in Reihe liegenden Dämpfungswiderständen verbunden sind. Das bedeutet, daß die Impedanzeigenschaften der jeweiligen Parallel- und Serienresonatoren innerhalb des Durchlaßbereiches nicht durch diese Dämpfungswiderstände verändert werden können. Es werden nur der Phasenverlauf der Serienresonatoren in der Nachbarschaft der Antiresonanzfrequenz und der Phasenverlauf der Parallelresonatoren in der Nachbarschaft der Resonanzfrequenz geglättet, und zwar ohne Erhöhung der Einfügungsdämpfung. Dementsprechend ändert sich die Phase im Phasendiagramm des Filters linear, während gleichzeitig die Gruppenlaufzeitcharakteristik verbessert ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Filter als FM/PM- Diskriminator (Frequenz-/Phasendemodulator) ausgebildet. Das Filter kann beispielsweise ein leiterförmiges bzw. Abzweigfilter (symmetrischer Kettenleiter) sein, während der FM/PM-Diskriminator innerhalb einer Quadratur-Demodulationsschaltung (Phasenschieber-Demodulationsschaltung) angeordnet sein kann.

Die Dämpfungswiderstände können direkt innerhalb eines Filtergehäuses angeordnet sein, in dem die Resonatoren (Piezoresonatoren bzw. piezoelektrischen Platten) und weitere Anschlußplatten liegen.

Vorteilhafterweise sind die Dämpfungswiderstände auf einem inneren Trägerelement angeordnet, durch das die internen Elemente, zu denen die genannten Resonatoren und die Anschlußplatten gehören, im Filtergehäuse zurückgehalten werden.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Dämpfungswiderstände auf einer einen Resonator bildenden piezoelektrischen Platte angeordnet. Das innere Trägerelement kann als isolierendes Substrat ausgebildet sein, mit dem wenigstens eine jeweils einen Resonator bildende piezoelektrische Platte verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Filtergehäuse mit einer Öffnung zur Aufnahme der internen Elemente versehen ist und sich das isolierende Substrat an der Seite der Öffnung des Filtergehäuses befindet, wobei sich das isolierende Substrat in Stapelrichtung der internen Elemente erstreckt und diese abdeckt sowie auf seiner Hauptoberfläche die Dämpfungswiderstände, leitfähige Bereiche zur Verbindung der Dämpfungswiderstände untereinander und mit zugeordneten Anschlußplatten sowie leitfähige Bereiche zur Herstellung einer erdseitigen Verbindung aufweist.

Entsprechend der Erfindung kann das isolierende Substrat weiterhin auf seiner Hauptoberfläche eine Schutzschicht tragen, die die Dämpfungswiderstände, die leitfähigen Bereiche zur Verbindung der Dämpfungswiderstände untereinander und mit den zugeordneten internen Elementen sowie die leitfähigen Bereiche zur Herstellung einer erdseitigen Verbindung wenigstens teilweise bedeckt.

Die Dämpfungswiderstände und die genannten leitfähigen Bereiche können dabei auf einer oder auf beiden Hauptoberflächen des plattenförmig ausgebildeten Substrats liegen. Auch können mehrere Substrate der genannten Art übereinander liegen und jeweils Dämpfungswiderstände und leitfähige Bereiche aufweisen, durch die die genannten elektrischen Verbindungen in geeigneter Weise herstellbar sind.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Filters nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild eines Piezoresonators,

Fig. 3 und 4 Amplituden- und Gruppenlaufzeitcharakteristik von Abzweigfiltern (symmetrische Kettenleiter bzw. Filterketten) als Beispiele für konventionelle Filter,

Fig. 5 den Impedanzverlauf von Piezoresonatoren in einem Serienzweig,

Fig. 6 die Phasencharakteristik der Piezoresonatoren im Serienzweig,

Fig. 7 den Impedanzverlauf von Piezoresonatoren in Parallelzweigen,

Fig. 8 die Phasencharakteristik der Piezoresonatoren in den Parallelzweigen,

Fig. 9 die Phasencharakteristik des Abzweigfilters nach Fig. 1,

Fig. 10 die Gruppenlaufzeitcharakteristik des Abzweigfilters nach Fig. 1,

Fig. 11 bis 14 gemessene Dämpfungs- und Gruppenlaufzeitcharakteristika beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 15 das Schaltbild eines sogenannten Dreipolfilters,

Fig. 16 das Schaltbild eines Filters nach der Erfindung mit vier Serien- und drei Parallelresonatoren,

Fig. 17 eine Draufsicht zur Erläuterung der inneren Struktur eines nach der Erfindung aufgebauten Abzweigfilters,

Fig. 18 eine Draufsicht auf ein Trägerelement für die Dämpfungswiderstände des Abzweigfilters nach Fig. 17,

Fig. 19 eine Draufsicht auf ein anderes Trägerelement für das Abzweigfilter nach Fig. 17,

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des tatsächlichen Aufbaus des Abzweigfilters nach der Erfindung,

Fig. 21 eine perspektivische Ansicht eines äußeren Gehäuses für das Abzweigfilter nach Fig. 20,

Fig. 22 eine Draufsicht auf ein als isolierendes Substrat ausgebildetes Trägerelement für das Abzweigfilter, nach Fig. 20 und

Fig. 23 eine Draufsicht auf das Substrat nach Fig. 22, das auf seiner oberen Fläche eine Schutzschicht trägt.

Die Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Abzweigfilters (Filterkette bzw. symmetrischer Kettenleiter) nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das n-0,5 Stufen besitzt. In Serie geschaltete Resonatoren X _{s 1}, X _{s 2}, . . ., X _sn bilden einen Serienzweig und sind jeweils mit parallel zu ihnen liegenden Widerständen R _{s 1}, R _{s 2}, . . ., R _sn verbunden. Parallel liegende Resonatoren X _{p 1}, X _{p 2}, . . ., X _p(n-1) bilden Parallelzweige und sind jeweils mit ihnen in Reihe liegenden Widerständen R _{p 1}, R _{p 2}, . . ., R _p(n-1) verbunden. Die Resonatoren brauchen nur an den erforderlichen Bereichen mit Dämpfungswiderständen verbunden zu sein. Darüber hinaus können die Serienwiderstände R _{p 1}, R _{p 2}, . . ., R _p(n-1), die mit der geerdeten Seite der Parallelresonatoren X _{p 1}, X _{p 2}, . . ., X _p(n-1) in Fig. 1 verbunden sind, auch an der anderen Seite dieser Parallelresonatoren, also an ihrer Eingangs- bzw. Empfangsseite, liegen.

In bezug auf die Schaltung nach Fig. 1 sind in den Fig. 5 und 6 der Impedanz- und Phasenverlauf der Serienresonatoren X _{s 1}, X _{s 2}, . . ., X _sn im Bereich einer Antiresonanzfrequenz f _a aufgezeichnet. Sind die Serienresonatoren noch nicht mit Widerständen verbunden, so sind die durchgezogenen Linien maßgebend. Impedanz- und Phasenverlauf ändern sich jedoch, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, nachdem die Serienresonatoren mit Dämpfungswiderständen verbunden worden sind. In den Fig. 7 und 8 sind in entsprechender Weise Impedanz- und Phasenverlauf der Parallelresonatoren X _{p 1}, X _{p 2}, . . ., X _p(n-1) im Bereich einer Resonanzfrequenz f _r aufgetragen. Die durchgezogenen Linien gelten für den Fall, daß noch keine Dämpfungswiderstände eingesetzt sind. Sind diese eingesetzt, so ändern sich Dämpfungs- und Phasenverlauf und folgen der gestrichelt eingezeichneten Linie.

Das bedeutet, daß Impedanz- und Phasenverlauf der Serienresonatoren X _{s 1}, X _{s 2}, . . ., X _sn im Bereich der Antiresonanzfrequenz f _a sowie Impedanz- und Phasenverlauf der Parallelresonatoren X _{p 1}, X _{p 2}, . . ., X _p(n-1) im Bereich der Resonanzfrequenz f _r geglättet werden, also nicht mehr einer spitzen- bzw. stufenförmigen Kurve, sondern einer glatten Kurve folgen. Das hat zur Folge, daß sich die Phase im Phasendiagramm des Filters, wie in Fig. 9 gezeigt ist, linear ändert. Entsprechend der Fig. 10 ändert sich daher auch die Gruppenlaufzeitcharakteristik (Gruppenverzögerungszeitcharakteristik) des Filters, und zwar von der durchgezogenen Linie, wenn noch keine Widerstände eingesetzt sind, zu der gestrichelt eingezeichneten Linie, nachdem Widerstände eingesetzt worden sind. Die Gruppenlaufzeit wird daher konstant bzw. geglättet. Es sei darauf hingewiesen, daß hierbei die Serienresonatoren mit parallel zu ihnen liegenden Dämpfungswiderständen verbunden sind, während mit den Parallelresonatoren Dämpfungswiderstände in Reihe geschaltet sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Gruppenlaufzeitcharakteristik (Gruppenverzögerungszeitcharakteristik) verbessert wird, ohne daß die Einfügungsdämpfung des Filters (bzw. der Einfügungsverlust) ansteigt.

Liegt der Widerstandswert nicht in einem geeigneten Bereich, so wird gegenüber dem Zustand, in dem noch keine Widerstände eingesetzt bzw. mit den Resonatoren verbunden sind, keine geeignete Änderung erreicht, oder die Kurve nach Fig. 10 nimmt den nach oben konvexen Verlauf an, wie durch die strichpunktierte Linie gezeigt ist. Andererseits werden bei Einsetzen der Dämpfungswiderstände der Formfaktor und der maximale Dämpfungsbetrag in Abhängigkeit von dem Widerstandswert verändert. Der maximale Dämpfungsbetrag vermindert sich. Der Widerstandswert ist daher entsprechend der Benutzeranforderung zu wählen.

In den Fig. 11 bis 14 sind jeweils Dämpfungs- und Gruppenlaufzeitcharakteristik in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. Fig. 11 zeigt dabei die entsprechenden Eigenschaften eines Referenzbeispiels, während den Fig. 12 bis 13 Strukturen zugrunde liegen, die entsprechend der Fig. 1 aufgebaut sind.

Im Fall der Fig. 12 ist der Widerstandswert der Parallelwiderstände R _{s 1}, R _{s 2}, . . ., R _sn gleich 150 kΩ, während der Widerstandswert der Serienwiderstände R _{p 1}, R _{p 2}, . . ., R _p(n-1) gleich 60 Ω ist. Im Fall der Fig. 13 ist dagegen der Widerstandswert der Parallelwiderstände R _{s 1}, R _{s 2}, . . ., R _sn gleich 50 kΩ, während der Widerstandswert der Serienwiderstände R _{p 1}, R _{p 2}, . . ., R _p(n-1) gleich 200 Ω ist. Entsprechend der Fig. 14 ist der Widerstandswert der Parallelwiderstände R _{s 1}, R _{s 2}, . . ., R _sn gleich 15 kΩ und derjenige der Serienwiderstände R _{p 1}, R _{p 2}, . . ., R _p(n-1) gleich 600 Ω.

In den Fig. 11 bis 14 sind die durch die durchgezogenen Linien dargestellten Verhältnisse durch die gestrichelten Linien vergrößert dargestellt. Die Gruppenlaufzeitcharakteristik wird jeweils durch eine strichpunktierte Linie angegeben.

Die Fig. 15 zeigt ein Schaltbild eines sogenannten Dreipolfilters, eines Energieempfangs-Doppelmode-Filters oder eines Keramikdiskriminators für z. B. eine Quadratur- Demodulationsschaltung, auf deren Phasencharakteristik es in besonderer Weise ankommt (Phasenschieberkreis). Nach dem in Fig. 15 dargestellten Schaltbild liegt ein Dämpfungswiderstand in einem Bereich, der einem Serienzweig zugeordnet ist, und zwar parallel zu diesem Serienzweig. Ein weiterer Dämpfungswiderstand liegt in einem Parallelzweig, und zwar in Reihe zu diesem Parallelzweig, so daß ein Filter erhalten wird, dessen Gruppenlaufzeitcharakteristik verbessert ist, ohne daß dabei, wie im zuvor erwähnten Abzweigfilter auch, die Einfügungsdämpfung (Einfügungsverlust) erhöht worden ist.

Im folgenden werden verschiedene Filterbeispiele mit unterschiedlich ausgebildeten Dämpfungswiderständen beschrieben.

Im Fall des Energieeinfangfilters können Widerstandsfilme auf einer piezoelektrischen Platte angeordnet sein, und zwar in nichtaktiven bzw. ungenutzten (sogenannten toten) Raumbereichen. Andererseits können diese Widerstandsfilme auch auf einem Substrat liegen, auf dem eine piezoelektrische Platte angeordnet ist. Im Falle von Filtern, die keine Energie einfangen, sind einander gegenüberliegende Elektroden miteinander durch Widerstandsfilme verbunden, die in Schwingungsknotenbereichen der piezoelektrischen Platte liegen, z. B. im Zentralbereich von quadratischen Platten, die Dehnungs- bzw. Dickenschwingungen ausführen. Auf diese Weise werden parallel zu Serienzweigen liegende Widerstände erhalten. Die in Reihe mit Parallelzweigen liegenden Widerstände können durch Ausbildung von Schwingungselektrodenfilmen der piezoelektrischen Platte mit Hilfe von Widerstandsmaterial erzeugt werden. Anschlußplatten, die gegen die Schwingungselektrodenfilme in der piezoelektrischen Platte zur Verbindung der Schwingungselektrodenfilme mit äußeren Anschlüssen als auch zur Bildung der Piezoresonatoren gedrückt sind, können selbst aus Widerstandsmaterial bestehen. Darüber hinaus kann ebenfalls ein Abzweigfilter dadurch erhalten werden, daß eine leiterförmige Struktur gebildet wird, und zwar durch Erzeugung von Verbindungsmustern an inneren und äußeren Oberflächen eines Basisteils eines Gehäuses. In einem solchen Fall sind einzelne Widerstandselemente (vorzugsweise in Form von Chips) auf den Verbindungsmustern angeordnet, oder es werden Widerstandsfilme durch die Verbindungsmuster gebildet. Die einzelnen bzw. chipförmig ausgebildeten Widerstände oder auch die Widerstandsmuster können in oder auf einer Abdeckplatte angeordnet sein, durch welche eine Öffnung des Gehäuses abgedeckt wird, um einen Austritt der im Gehäuse vorhandenen Elemente, beispielsweise der Piezoresonatoren, Anschlußplatten, isolierenden Abstandshalter und Federplatten, wie sie bei einem Abzweigfilter (leiterartig ausgebildeten Filter) vorhanden sind, zu verhindern.

Ein solches Abzweig- bzw. leiterartig ausgebildetes Filter, dessen Schaltbild in Fig. 16 dargestellt ist, und das insgesamt 3,5 Stufen umfaßt, wird im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt Fig. 17 eine Draufsicht auf das tatsächliche Filter, das im Inneren eines Filtergehäuses angeordnet ist. Um den Aufbau besser erkennen zu können, sind die inneren Elemente getrennt voneinander dargestellt und einige nicht wesentliche Teile fortgelassen. Das Filter nach den Fig. 16 und 17 besitzt ein Filtergehäuse 10, verschiedene Typen von Anschlußplatten 11 sowie Isolationsplatten 12. Die Anschlußplatten 11, die integral mit Kopplungs- bzw. Verbindungsteilen 11 a verbunden sind, sind so ausgebildet, daß durch sie die in Reihe liegenden Resonatoren bzw. Serienresonatoren X _{s 1} und X _{s 2}, X _{s 2} und X _{s 3} sowie X _{s 3} und X _{s 4} jeweils miteinander verbunden sind. Ein Eingangsstift P₁₁ ist mit seiner benachbarten Anschlußplatte 11 und ein Ausgangsstift P₂₁ ebenfalls mit seiner benachbarten Anschlußplatte 11 verbunden. Auf einer Abdeckplatte 13 (Trägerelement), die in Fig. 18 dargestellt ist, liegen Widerstandsfilme oder Widerstandselemente R _{s 1} bis R _{s 4} sowie R _{p 1} bis R _{p 3} und weitere leitfähige Elektrodenfilme zum Anschluß dieser Widerstände. Die genannte Abdeckplatte 13 ist so ausgebildet, daß durch sie eine Öffnung im Gehäuse 10 abgedeckt wird. Dabei werden die Anschlußplatten 11 an beiden Seiten des Serienresonators X _{s 1} und beide Endelektroden des Widerstands R _{s 1} miteinander verbunden. In ähnlicher Weise werden die Anschlußplatten 11 an beiden Enden des Serienresonators X _{s 2} mit beiden Endelektroden des Widerstands R _{s 2}, die Anschlußplatten 11 an beiden Enden des Serienresonators X _{s 3} mit beiden Endelektroden des Widerstands R _{s 3} und die Anschlußplatten 11 an beiden Enden des Serienresonators X _{s 4} mit beiden Enden der Endelektroden des Widerstands R _{s 4} verbunden.

Zur Verbindung jeweils eines Endes der Widerstände R _{p 1} bis R _{p 3} ist auf der Abdeckplatte 13 eine weitere Leiterbahn vorgesehen. Ein Ende dieser Leiterbahn ist mit einem eingangsseitigen geerdeten Anschlußstift P₁₂ und das andere Ende dieser Leiterbahn mit einem ausgangsseitigen geerdeten Anschlußstift P₂₂ verbunden. Die nicht erdseitige Elektrode des Widerstands R _{p 1} ist ferner mit der erdseitigen Anschlußplatte 11 des Parallelresonators X _{p 1} verbunden. In ähnlicher Weise sind die nicht erdseitigen Elektroden der Widerstände R _{p 2} und R _{p 3} jeweils mit den erdseitigen Anschlußplatten 11 der Parallelresonatoren X _{p 2} und X _{p 3} verbunden. Der gesamte Aufbau nach Fig. 17 ist so ausgebildet, daß für ihn letztlich das Schaltbild nach Fig. 16 gilt.

In Fig. 19 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Andrück- bzw. Abdeckplatte 14 dargestellt, durch die eine einfachere Verbindung zwischen dem Eingangsstift P₁₁ bzw. dem Ausgangsstift P₂₁ und den zugeordneten Anschlußplatten sowie eine einfachere Verbindung des eingangsseitigen geerdeten Anschlußstifts P₁₂ bzw. des ausgangsseitigen geerdeten Anschlußstifts P₂₂ mit leitfähigen Mustern auf der Abdeckplatte möglich ist. Wird eine derartige Abdeckplatte 14 nach Fig. 19 benutzt, so können die Kopplungselemente 11 a nach Fig. 17 entfallen.

Die Abdeckplatte 14 nach Fig. 19 besitzt leitfähige Schichten 15, die als Ersatz für die Kopplungsteile 11 a der Anschlußplatten 11 dienen, und die sich in Richtung der Anschlußstifte P₁₁, P₁₂, P₂₁ und P₂₂ erstrecken. Die Struktur nach Fig. 19 besitzt weiterhin Öffnungen zur Aufnahme von Anschlußteilen der jeweiligen Anschlußstifte P₁₁, P₁₂, P₂₁ und P₂₂ sowie zur Aufnahme von Anschlußteilen der entsprechenden Anschlußplatten 11. Diese Löcher können durch Bohrungen, Schlitze oder andere geeignete Ausnehmungen in den Seitenbereichen gebildet sein. Ferner brauchen die genannten Widerstände nicht alle an einer Seite der Abdeckplatte 14 zu liegen. Sie können vielmehr auf beiden Seiten angeordnet sein. Die Widerstände können ferner auch auf mehrere Abdeckplatten 14 verteilt sein, die dann übereinander liegen.

Die Fig. 20 zeigt eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Filters mit einem der Fig. 1 entsprechenden Schaltbild. Dieses Filter nach Fig. 20 besitzt interne Elemente, also Isolationsplatten 103 und 105 sowie Resonatoren 104 und 106, die zwischen Andrückelementen 101 und 102 aus Silikongummi gehalten werden und in ein Gehäuse 111 durch eine Öffnung 111 a hindurch einsetzbar sind, wie durch den Pfeil A in Fig. 20 angedeutet ist. Das Gehäuse 111 kann ebenfalls aus einem isolierenden Material bestehen, z. B. aus einem synthetischen Harz.

Über den internen Elementen ist ein isolierendes Substrat 113 angeordnet, das ebenfalls im Gehäuse 111 liegt und sich in dessen Längsrichtung erstreckt. Es überdeckt dabei die nebeneinanderliegenden Resonatoren 104 und 106 sowie die Isolationsplatten 103 und 105. Die Isolationsplatten 103 und 105 sowie die Resonatoren 104 und 106 (interne Elemente) können in gleicher Weise wie bei einem konventionellen Abzweigfilter (leiterartig ausgebildetes Filter) konstruiert sein. Dies hat seinen Grund darin, daß das isolierende Substrat 113, das die internen Elemente abdeckt, mit entsprechenden Dämpfungswiderständen ausgestattet ist, und zwar gemäß dem Schaltbild nach Fig. 1, wie nachfolgend beschrieben wird.

Das isolierende Substrat 113 ist an seiner oberen Seite, die nicht in Kontakt mit den internen Elementen steht, mit leitfähigen Mustern versehen, zusätzlich zu den bereits erwähnten Dämpfungswiderständen. Die Ausbildung der leitfähigen Muster wird nachfolgend anhand der Fig. 22 und 23 beschrieben.

Die Fig. 22 zeigt dabei eine Draufsicht auf das isolierende Substrat 113, auf dem Muster von Dämpfungswiderständen R _{s 1}, R _{s 2}, . . ., R _sn , die jeweils parallel zu den Serienresonatoren X _{s 1}, X _{s 2}, . . ., X _sn (siehe Fig. 1) liegen, durch leitfähige Muster 121 bis 127 untereinander verbunden sind, die in ähnlicher Weise auf dem isolierenden Substrat 113 gebildet worden sind. Die Muster nach Fig. 22 sind durch Symbole markiert, die identisch mit denen der Dämpfungswiderstände sind, wobei n im vorliegenden Fall gleich 6 ist. Auch die Reihen-Dämpfungswiderstände R _{p 1} bis R _{p 5}, die jeweils in Reihe mit den Parallelresonatoren X _{p 1} bis X _p(n-1) liegen, sind auf dem isolierenden Substrat 113 angeordnet und werden durch einen in Längsrichtung verlaufenden Leitungsbereich 131 sowie durch weitere leitfähige Bereiche 132 bis 136 beaufschlagt.

Bezüglich der Fig. 22 sind der leitfähige Bereich 121 mit einem Eingangsanschluß und der leitfähige Bereich 127 mit einem Ausgangsanschluß verbunden. Ferner ist der Leitungsbereich an seinen beiden äußeren Enden mit geerdeten Anschlußelementen verbunden. Die Verbindung zwischen diesen leitfähigen Bereichen und den jeweiligen Anschlußelementen wird im folgenden genauer erläutert.

Die leitfähigen Bereiche 121 bis 127 und 132 bis 136, die jeweils mit den Dämpfungswiderständen R _{s 1} bis R _{s 6} sowie R _{p 1} bis R _{p 5} verbunden sind, sind elektrisch mit Anschlußelementen verbunden, die von den internen Elementen ausgehen, und die beispielsweise in Fig. 20 mit den Bezugsziffern 107 und 108 bezeichnet sind, wobei das isolierende Substrat 113 auf den internen Elementen liegt. Die von den internen Elementen ausgehenden Anschlußelemente, also die Anschlußelemente 107 und 108 in Fig. 20, sind so ausgebildet, daß sie mit der Seitenfläche des isolierenden Substrats 113 in Kontakt stehen. Dabei besitzt das isolierende Substrat 113 eine entsprechende Breite, so daß die Anschlußelemente 107 und 108 mit den entsprechenden leitfähigen Mustern elektrisch verbunden werden können, z. B. durch Verlöten. Eine derartige elektrische Verbindung kann aber auch durch leitfähige Farbe oder einen leitfähigen Gummi hergestellt werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 22 ist das isolierende Substrat 113 zuvor auf seiner oberen Fläche mit den Dämpfungswiderständen R _{s 1} bis R _{s 6} und R _{p 1} bis R _{p 5}, den entsprechenden leitfähigen Mustern 121 bis 127 und 132 bis 136 sowie dem Leitungsbereich 131 versehen worden, der zur Bildung der Erdleitung dient. Dadurch können die Dämpfungswiderstände R _{s 1} bis R _{s 6} und R _{p 1} bis R _{p 5} einfach und sicher mit den internen Elementen verbunden werden, ohne daß dadurch die Anzahl der Einzelteile der Struktur erhöht werden muß.

Wie in Fig. 23 dargestellt ist, können die leitfähigen Muster 121 bis 136 und Widerstände R _{s 1} bis R _{s 6} sowie R _{p 1} bis R _{p 5} zusätzlich durch eine Schutzschicht 141 abgedeckt werden, die ebenfalls auf der oberen Seite des isolierenden Substrats 113 liegt. Das isolierende Substrat 113 wird dann nach Aufbringen der Schutzschicht 141 auf die internen Elemente in der zuvor beschriebenen Weise aufgesetzt. Die Schutzschicht 141 besteht aus isolierendem Material, beispielsweise synthetischem Harz, und ist so ausgebildet, daß sie Kurzschlüsse zwischen den jeweiligen leitfähigen Mustern 121 bis 136 verhindert und die Widerstände R _{s 1} bis R _{s 6} sowie R _{p 1} bis R _{p 5} vor Beschädigungen schützt.

Wie bereits die Fig. 20 zeigt, sind die internen Elemente innerhalb des Gehäuses 111, das kastenartig ausgebildet ist, elektrisch mit den entsprechenden Dämpfungswiderständen R _{s 1} bis R _{s 6} und R _{p 1} bis R _{p 5} auf dem isolierenden Substrat 113 in der zuvor beschriebenen Weise verbunden. In den Eckbereichen des Gehäuses 111 liegen eingebettet Erdanschlußklemmen 142 und 143, eine Eingangsanschlußklemme 144 und eine Ausgangsanschlußklemme 145, wobei die genannten Anschlußklemmen 142 bis 145 in der Gehäusewand verlaufen und z. B. stangenförmig ausgebildet sind. Beide Enden jeweils einer Stange ragen nach oben und unten über das Gehäuse 111 hinaus, wie Fig. 20 deutlich zeigt. Wird das isolierende Substrat 113 auf die internen Elemente in der zuvor beschriebenen Weise aufgesetzt, die sich innerhalb des Gehäuses 111 befinden, so können die geerdeten Anschlußklemmen 142 und 143 sowie die Eingangs- und Ausgangsanschlußklemmen 144 und 145 direkt mit den entsprechenden leitfähigen Bereichen 121, 127 und 131 (siehe Fig. 22) in Kontakt gebracht werden.

Nachdem alle internen Elemente innerhalb des Grund- bzw. Filtergehäuses 111 mit den jeweiligen Dämpfungswiderständen und den Anschlußelementen verbunden worden sind, wird beispielsweise ein Isolierband um das Grundgehäuse 111 herumgewickelt, und zwar in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des isolierenden Substrats 113. Auf diese Weise werden das Grundgehäuse 111, die internen Elemente und das isolierende Substrat 113 fest miteinander verbunden. Anschließend wird das so verbundene Bauteil in ein äußeres Gehäuse 146 eingesetzt, das in Fig. 21 gezeigt ist, und zwar so, daß das äußere Gehäuse 146 von oben über das isolierende Substrat 113 gestülpt wird. Danach wird in die verbleibende Öffnung im äußeren Gehäuse 146 ein Harz eingefüllt, um die verbleibende Öffnung zu verschließen bzw. die verbleibenden Zwischenräume auszufüllen. Die verbleibende Öffnung liegt dabei in Fig. 21 an der Unterseite des äußeren Gehäuses 146, zu der sich senkrecht ein Vorsprung 147 erstreckt. Nach Einfüllen des Harzes in das Gehäuse ist das leiterartig ausgebildete Filter bzw. Abzweigfilter nach der Erfindung fertiggestellt.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Dämpfungswiderstände untereinander und mit den internen Elementen elektrisch verbunden. Daher können, selbst wenn Serien- oder Parallel-Dämpfungswiderstände R _{p 1} bis R _p(n-1) oder R _{s 1} bis R _sn zu einem konventionellen leiterartigen Filter bzw. Abzweigfilter hinzugefügt werden, konventionelle interne Elemente und Filtergehäuse verwendet werden, ohne daß sich die Anzahl der Komponenten erhöht und eine komplizierte Schaltverbindung durchgeführt werden muß. Bei dem Filter nach der Erfindung übernimmt das isolierende Substrat 113 zusätzlich die Aufgabe, die unteren Elemente im Filtergehäuse zu halten. Durch das isolierende Substrat 113 werden die Abmessungen des leiterartig ausgebildeten Filters nach der Erfindung gegenüber einem konventionellen Filter dieser Art nicht vergrößert, da es innerhalb der genannten Öffnung 111 a liegt.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, müssen die Erdanschlußklemmen der Eingangs- und Ausgangsseiten mit den Erdseiten der jeweiligen Dämpfungswiderstände R _{p 1} bis R _{p 5} im Abzweigfilter nach der Erfindung verbunden werden. Diese Verbindung wird durch den Leitungsbereich 131 realisiert, der in Fig. 22 deutlich zu erkennen ist, und der auf dem isolierenden Substrat 113 liegt. Einzelne und lange Leitungen sind zur Durchführung der Verbindung daher nicht erforderlich.

Selbstverständlich können die genannten Dämpfungswiderstände R _{s 1} bis R _{s 6} und R _{p 1} bis R _{p 5} so aufgeteilt bzw. unterteilt werden, daß sie auf beiden Hauptflächen des isolierenden Substrats 113 liegen. Sie können ferner auch auf mehreren isolierenden Substraten angeordnet sein. Diese Substrate können dann beispielsweise übereinander­ liegen. Mit anderen Worten kann das isolierende Substrat 113 in eine Vielzahl isolierender Substrate aufgeteilt werden.

Claims (7)

1. Piezoelektrisches Filter, mit

• - einem zwischen Ein- und Ausgangsanschlüssen (P₁₁, P₂₁) liegenden Serienzweig aus einem oder mehreren in Reihe geschalteten Resonatoren (X _{s 1}, . . ., X _sn ) und
• - einem oder mehreren zwischen dem Serienzweig und einem geerdeten Anschluß (P₁₂, P₂₂) liegenden, durch einen oder mehrere Resonatoren (X _{p 1}, . . ., X _p(n-1)) gebildeten Parallelzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß
• - wenigstens einer der Resonatoren (X _{s 1} . . . , X _sn ) des Serienzweigs mit einem oder mehreren parallel zu ihm geschalteten Dämpfungswiderständen (R _{s 1}, . . ., R _sn ) und
• - wenigstens einer der Resonatoren (X _{p 1}, . . ., X _p(n-1)) des Parallelzweigs mit einem oder mehreren in Reihe zu ihm geschalteten Dämpfungswiderständen (R _{p 1}, . . ., R _p(n-1)) verbunden sind.

2. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als FM/PM-Diskriminator ausgebildet ist.

3. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als leiterartiges bzw. Abzweigfilter (symmetrischer Kettenleiter) ausgebildet ist.

4. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als FM/PM-Diskriminator innerhalb einer Quadratur-Demodulationsschaltung angeordnet ist.

5. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungswiderstände (R _{s 1}, . . ., R _sn ; R _{p 1}, . . ., R _p(n-1)) innerhalb eines Filtergehäuses (111) angeordnet sind.

6. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungswiderstände (R _{s 1}, . . ., R _sn ; R _{p 1}, . . ., R _p(n-1)) auf einem inneren Trägerelement (113) angeordnet sind, durch das interne Elemente wie die Resonatoren (X _{s 1}, . . ., X _sn ; X _{p 1}, . . ., X _p(n-1)) und Anschlußplatten (11) im Filtergehäuse (111) zurückgehalten werden.

7. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungswiderstände (R _{s 1, . . ., R sn ; R p 1, . . ., R p(n-1)) auf einer einen Resonator bildenden piezoelektrischen Platte angeordnet sind. 8. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Trägerelement (113) ein isolierendes Substrat ist, mit dem wenigstens eine jeweils einen Resonator bildende piezoelektrische Platte verbunden ist. 9. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß - das Filtergehäuse (111) mit einer Öffnung (111 a) zur Aufnahme der internen Elemente versehen ist, und- sich das isolierende Substrat (113) an der Seite der Öffnung (111 a) des Filtergehäuses (111) befindet, wobei sich das isolierende Substrat (113) in Stapelrichtung der internen Elemente erstreckt und diese abdeckt sowie auf seiner Hauptoberfläche die Dämpfungswiderstände (R s 1, . . ., R sn ; R p 1, . . ., R p(n-1)), leitfähige Bereiche (121 bis 127; 132 bis 136) zur Verbindung der Dämpfungswiderstände untereinander und mit zugeordneten Anschlußplatten (11) sowie leitfähige Bereiche (131) zur Herstellung einer erdseitigen Verbindung aufweist. 10. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Substrat (113) weiterhin auf seiner Hauptoberfläche eine Schutzschicht (141) trägt, die die Dämpfungswiderstände (R s 1, . . ., R sn ; R p 1, . . ., R p(n-1)), die leitfähigen Bereiche (121 bis 127; 132 bis 136) zur Verbindung der Dämpfungswiderstände untereinander und mit den zugeordneten internen Elementen sowie die leitfähigen Bereiche (131) zur Herstellung einer erdseitigen Verbindung wenigstens teilweise bedeckt. 11. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Hauptoberflächen des isolierenden Substrats (113) Dämpfungswiderstände (R s 1, . . ., R sn ; R p 1, . . ., R p(n-1)), leitfähige Bereiche (121 bis 127; 132 bis 136) zur Verbindung der Dämpfungswiderstände untereinander und mit den internen Elementen sowie leitfähige Bereiche (131) zur Herstellung einer erdseitigen Verbindung angeordnet sind.}