DE3621211A1 - Phasendifferenzmodulations-wendelleiter - Google Patents
Phasendifferenzmodulations-wendelleiterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Phasendifferenzmodulations-
Wendelleiter, d.h. einen sogenannten DPSK-Wendelleiter,
bei dem gegenüberliegende Eingangswandler auf einem piezoelektrischen
Substrat in der Nähe der beiden Substratenden
vorgesehen sind, damit sich akustische Oberflächenwellen
davon in entgegengesetzte Richtungen durch eine Ausgangsgattereinrichtung
mit einer Vielzahl von Bahnen fortpflanzen,
die zwischen den Eingangswandlern angeordnet ist.
Es sind einige Ausbildungsformen von akustische Oberflächenwellen
ausbildenden Wendelleitern, z.B.
- a) Mittelabstands- Wendelleiter, bei denen ein Halbleiter und ein piezoelektrisches Material über einen dazwischen angeordneten kleinen Zwischenraum miteinander vereinigt sind,
- b) elastische Wendelleiter, die die Nichtlinearität eines piezoelektrischen Substrats selbst ausnutzen,und
- c) monolithische Wendelleiter bekannt,
bei denen ein Halbleitersubstrat und ein piezoelektrischer
Film, der darauf niedergeschlagen ist, einen Schichtaufbau
bilden.
Die unter a) erwähnten Mittelabstands-Wendelleiter sind den
anderen Wendelleitern hinsichtlich ihrer Produktivität unterlegen,
da sie eine sorgfältige Kontrolle des Zwischenraumes
benötigen. Die unter b) genannten elastischen Wendelleiter
benötigen eine hohe Energie der akustischen Oberflächenwellen,
da sie die elastische Nichtlinearität des piezoelektrischen
Substrates ausnutzen. Elastische Wendelleiter sowie die unter
c) genannten Wendelleiter mit Schichtaufbau können im Gegensatz
zu den Mittelabstands-Wendelleitern leicht zusammengesetzt
werden und haben eine gute Produktivität. Wendelleiter mit
Schichtaufbau zeigen weiterhin eine hohe Wendelleitungsleistungsfähigkeit,
da sie die Nichtlinearität der Sperrschichtkapazität
im Halbleiter ausnutzen,und sind aufgrund des monolithischen
Aufbaus einfach ausgebildet.
Die Fig. 14 und 15 der zugehörigen Zeichnung zeigen eine
Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf einen derartigen
Schichtaufbau. In den Fig. 14 und 15 sind im einzelnen eine
aus Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial gebildete
Schicht 1, eine piezoelektrische Schicht 2 aus Zinkoxid,
Aluminiumnitrid oder einem anderen Material, Eingangswandler 3 für
akustische Oberflächenwellen und ein Ausgangsgatter 4 dargestellt.
Der Wandler 3 und das Gatter 4 bestehen aus Aluminium
oder anderen Metallfilmen.
Es ist allgemein bekannt, einen mit akustischen Oberflächenwellen
arbeitenden Wendelleiter als Signalverarbeitungselement
beispielsweise bei Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungssystemen
oder Verkehrssystemen anzuwenden. Bei Spread-Spektrum
Verkehrssystemen wird die Phasendifferenzmodulation oftmals als
Datenmodulation eingesetzt. Phasendifferenzmodulierte Signale
können durch einen Oberflächenwellen-Wendelleiter mit dem in
Fig. 16 dargestellten Aufbau beispielsweise abgestimmt und
gefiltert werden. Der Aufbau, der in Fig. 16 dargestellt ist,
ist ein sogenannter DPSK-Wendelleiter, dessen Arbeitsweise im
einzelnen in D.Brodtkorb u. J.E. Laynor, Ultrasonics Symposium
Proceedings, 1978, Seite 561 bis 566 beschrieben ist.
In Fig. 16 sind beabstandete Ausgangsgatter 5 und 6
dargestellt. Eine Gabelschaltung 7 dient zum Addieren und Subtrahieren
von Signalen von beiden Gattern 5 und 6. Gabelausgänge
8 und 9 dienen dazu, die Summe (Σ out ) von 8 und die
Differenz (Δ out ) von 9 auszugeben.
Wenn bei der in Fig. 16 dargestellten Anordnung eine akustische
Oberflächenwelle beispielsweise vom Eingangswandler 3 am
linken Ende nach rechts läuft und den Eingangswandler am rechten
Ende erreicht, wird sie durch den Eingangswandler am rechten
Ende in eine akustische Oberflächenwelle reflektiert, die
nach links läuft. Die reflektierte nach links laufende akustische
Oberflächenwelle reagiert auf eine nach rechts laufende
Welle vom Eingangswandler am linken Ende, um ein zusammengerolltes
Ausgangssignal oder Wendelleitungsausgangssignal zu
erzeugen. Dieses Ausgangssignal erzeugt unerwünschte Wellen,
die Selbstwendelleitung genannt werden. Dieser Effekt wird
dann hervorgerufen, wenn der rechte und der linke Eingangswandler
reguläre Wandler sind, kann jedoch dann vermieden werden,
wenn Einrichtungswandler verwandt werden.Einrichtungswandler
sind jedoch gewöhnlich schwierig auszulegen und herzustellen.
Da darüberhinaus Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungssysteme
im allgemeinen mit Breitbandsignalen arbeiten, müssen die
Einrichtungswandler eine Breitbandcharakteristik haben, was ihre
Auslegung und Herstellung noch schwieriger macht.
In der JP PS 47 569/1972 ist ein akustisches
Oberflächenwellenbauelement dargestellt, das die unerwünschten Wellen verringern,
kann. Aus dieser Druckschrift ist jedoch nicht die Verwendung
des Bauelementes als DPSK-Wendelleiter zu entnehmen.
Ein Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungsempfänger mit einem
DSPK-Wendelleiter gemäß Fig. 16 ist mit erheblichen Kosten
verbunden, da er die Gabelschaltung 7 verwendet.
Durch die Erfindung soll daher ein akustische Oberflächenwellen
ausbildender Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter mit verringerter
Selbstwendelleitung bei niedrigen Kosten geschaffen
werden.
Der erfindungsgemäße Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter,
der ein akustische Oberflächenwellen ausbildendes Bauelement
verwendet, umfaßt ein piezoelektrisches Substrat, zwei Eingangswandler,
die nahe der jeweiligen Enden auf einer Oberfläche
des Substrates und einander gegenüber vorgesehen sind,
und eine Ausgangsgattereinrichtung, die zwischen den Eingangswandlern
und längs des Weges der akustischen Oberflächenwellen
angeordnet ist, die von den jeweiligen Eingangswandlern in
Richtung aufeinander zu erzeugt werden, um Ausgangsgattersignale
zu erzeugen, die Wendelleitungssignale der Eingangssignale bilden,
die den Eingangswandlern eingegen sind.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
DPSK-Wendelleiters,
Fig. 2 den elektrischen Ausgangsanschluß eines Vierbahn-
DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines elastischen Wendelleiters
gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Wendelleiters mit
Schichtaufbau gemäß eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen weiteren Vierbahn-DPSK-
Wendelleiter gemäß eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
Fig. 6 einen weiteren elektrischen Ausgangsanschluß
eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters,
Fig. 7 ein Beispiel der Anordnung der Eingangswandler
und der Ausgangsgatter,
Fig. 8 ein weiteres Beispiel der Anordnung der Eingangswandler
und der Ausgangsgatter,
Fig. 9 noch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
DPSK-Wendelleiters,
Fig. 10 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche
eines weiteren DPSK-Wendelleiters,
Fig. 11 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche
noch eines DPSK-Wendelleiters,
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen weiteren akustische
Oberflächenwellen ausbildenden DPSK-Wendelleiters gemäß
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 13 eine vergrößerte Teilschnittansicht des mittleren
Teils des in Fig. 12 dargestellten Wendelleiters,
Fig. 14 eine Querschnittsansicht eines bekannten monolithischen
Wendelleiters,
Fig. 15 eine Draufsicht auf den in Fig. 14 dargestellten
Wendelleiter und
Fig. 16 eine Draufsicht auf einen bekannten DPSK-Wendelleiter.
Fig. 1 zeigt die elektrische Verbindung auf der oberen
Außenfläche eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters gemäß eines
Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Fig. 1 sind ein
Eingangswandler 10, ein 180°-Stufeneingangswandler 11, ein
Elektrodenteil 11 a, der den Bahnen der Ausgangsgatter 12,13,14
und 15 entspricht, und ein Elektrodenteil 11 b dargestellt, der
den Bahnen der Ausgangsgatter 16, 17, 18 und 19 entspricht.
Die Ausgänge 12 a, 13 a, 14 a, 15 a, 16 a, 17 a, 18 a, und 19 a entsprechen
den Ausgangsgattern 12 bis 19 jeweils. In Fig. 1 sind weiterhin
akustische Oberflächenwellen S 1, S 2, S 3 und S 4
dargestellt, die über die jeweiligen vier Bahnen vom Eingangswandler 10
laufen.
Die Ausgangsgatter 12 bis 19 bilden vier Bahnen zwischen dem
rechten und dem linken Eingangswandler 10 und 11 über die
Interdigitationsbreite der Eingangswandler. Die Ausgangsgatter
12 und 13 bilden dabei eine Bahn, die Ausgangsgatter 14 und 15
bilden eine zweite Bahn, die Ausgangsgatter 16 und 17 bilden
eine dritte Bahn und die Ausgangsgatter 18 und 19 bilden eine
vierte Bahn.
Jede Bahn ist zur Phasendifferenzdemodulation in zwei Teile
durch eine Unterbrechung in der Mitte unterteilt, wie es beispielsweise
zwischen den Ausgangsgattern 12 und 13 dargestellt
ist. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, hat der rechte Eingangswandler
11 eine stufenförmige Ausbildung, um einen Phasenunterschied
von 18o° zwischen den oberen beiden und unteren beiden
Bahnen zu erzeugen. Das heißt, daß die Elektrodenteile 11 a und
11 b des Eingangswandlers 11 an Stellen im Abstand von g 0/2
angeordnet sind. Dabei ist λ 0 die Wellenlänge der akustischen
Oberflächenwelle. Die Eingangswandler und die Ausgangsgatter bestehen
aus Aluminium oder einem anderen Metall.
Bei diesem Vierbahn-DSPK-Wendelleiter werden Wendelleitungssignale,
die den Eingangssignalen von den Eingangswandlern 10 und 11
entsprechen, von den Ausgängen 12 a bis 19 a erhalten.
Die akustischen Oberflächenwellen S 1, S 2, S 3 und S 4, die durch
den linken Wandler 10 erzeugt werden, gehen über die vier Bahnen
nach rechts und erreichen phasengleich den rechten Wandler 11.
Da der Wandler 11 die Elektroden 11 a und 11 b umfaßt, und
die Elektroden mit einem Phasenunterschied von 180° angeordnet
sind, haben die akustischen Oberflächenwellen, die mit gleicher
Phase eintreten, keinen Einfluß auf den Wandler. Die akustischen
Oberflächenwellen, die am rechten Eingangswandler 11 erzeugt werden
und nach links wandern, erreichen in derselben Weise den linken
Wandler 10. Diese akustischen Oberflächenwellen haben entgegengesetzte
Phasen in den oberen und unteren beiden Bahnen und üben
keinen Einfluß auf den Wandler 10 aus. Somit tritt keine elektrische
Reflexion an den Eingangswandlern 10 und 11 auf. Ein
Vierbahn-DSPK-Wendelleiter mit diesem Aufbau kann daher die
Selbstwendelleitung erheblich verringern.
Reflektierte Wellen aufgrund einer elektrischen Reflexion
können in der oben beschriebenen Weise verringert werden. Es
kann jedoch eine mechanische Reflexion in Abhängigkeit von der
Eigenschaft oder der Stärke des für die Wandler 10 und 11
verwandten Metalls auftreten. Eine derartige mechanische Reflexion
kann jedoch dadurch überwunden werden, daß Eingangswandler 10
und 11 verwandt werden, bei denen die Breite jedes Elektrodenfingers
und der Abstand zwischen benachbarten Fingern λ/8 beträgt,
wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwellen
ist.
Wie es oben beschrieben wurde, liefert dieser Aufbau eine
Wendelleiter hoher Kapazität, der wirksam die Selbstwendelleitung
herabsetzt. Der Vierbahn-DSPK-Wendelleiter hat die folgenden
weiteren Vorteile:
In Fig. 1 sind die Bahnen 1, 2, 3 und 4 von oben nach unten
in dieser Reihenfolge numeriert, wobei die Ausgangssignale von
den Bahnen 1 und 2 und die Ausgangssignale von den Bahnen 3
und 4 entgegengesetzte Phasen haben. Die Bahnen 1 und 2 sind
gleichphasig und die Bahnen 3 und 4 sind gleichfalls gleichphasig.
Das beruht darauf, daß die Elektrodenteile 11 a und 11 b
am rechten Eingangswandler 11 einen Phasenunterschied von 180°
haben und die Bahnen 1 und 2, die dem Elektrodenteil 11 a
entsprechen, sowie die Bahnen 3 und 4, die dem Elektrodenteil 11 b
entsprechen, in ihrer Phase entgegengesetzt sind. Es versteht
sich aus Fig. 1 weiterhin, daß die Bahnen 1 und 2 gleichphasig
sind und daß die Bahnen 3 und 4 eine andere gleiche Phase haben.
In dieser Weise werden Ausgangssignale von den acht Ausgangsgatter
12 und 19, die die vier Bahnen bilden, an den Ausgängen
12 a bis 19 a jeweils erzeugt.
In Verbindung mit der obigen Beschreibung ist in der folgenden
Tabelle 1 die Phasenbeziehung zwischen den Ausgangssignalen
dargestellt, wobei als Bezugsphase das Wendelleitungssignal genommen
ist, das dadurch erhalten wird, daß gleichphasige akustische
Oberflächenwellen in die Bahnen 1 und 2 eintreten.
Anhand der Tabelle 1 ergibt sich, daß durch Verbinden der
Ausgänge 12 a und 13 a ein Summenausgangssignal A erhalten wird.
In ähnlicher Weise wird durch Verbinden der Ausgänge 18 a und
19 a ein Summenausgangssignal B erhalten. Diese
Summenausgangssignale A und B haben jedoch einen Phasenunterschied von 180°.
Durch Verbinden der Ausgänge 14 a und 17 a wird ein
Differenzausgangssignal C
erhalten. In ähnlicher Weise wird durch Verbinden
der Ausgänge 15 a und 16 a dasselbe Differenzausgangssignal C
erhalten. Diese Verbindungen sind in Fig. 2 dargestellt,
wobei mit Σ die Summe und mit Δ die Differenz bezeichnet
sind.
Wie es oben beschrieben wurde, können entweder die Summenausgangssignale
oder die Differenzausgangssignale gleichzeitig
bei der Phasendifferenzdemodulation erhalten werden, ohne daß
eine Gabelschaltung verwandt wird, wie es bei den bekannten
Einrichtungen der Fall ist. Da mit hohen Kosten verbundene
Gabelschaltungen fehlen, werden die Kosten und der Einbauplatz
eines Spread-Spektrum-Empfängers merklich verringert.
Es versteht sich ohne weiteres, daß der Grundgedanke des Vierbahn-
DSPK-Wendelleiters auf einen elastischen Wendelleiter oder
einen Wendelleiter mit Schichtaufbau angewandt werden kann.
Was den elastischen Wendelleiter anbetrifft, so zeigt Fig. 3
daß ein Substrat 21 aus Lithiumniobat oder einem anderen
piezoelektrischen Material mit Eingangswandlern 10 und 11 und
Ausgangsgattern 12 bis 19 versehen ist, die am besten in Fig. 1
dargestellt sind.
Was den Wendelleiter mit Schichtaufbau anbetrifft, so zeigt Fig. 4,
daß die piezoelektrische Schicht 23 aus Zinkoxid oder Aluminiumnitrid
auf einem Substrat 22 aus Silizium oder einem anderen
Halbleitermaterial niedergeschlagen ist und daß Eingangswandler
10,11 und Ausgangsgatter 12 bis 19, die am besten in Fig. 1
dargestellt sind, auf der piezoelektrischen Schicht 23 vorgesehen
sind.
Bei der obigen Beschreibung der Anordnung gemäß Fig. 1 traten
gegenphasige akustische Oberflächenwellen vom rechten
Eingangswandler 11 in die beiden oberen und unteren Bahnen ein. Dasselbe
Ergebnis wird jedoch auch dann erhalten, wenn die Wellen von
links eintreten. Um gegenphasige akustische Oberflächenwellen
vom rechten Wandler 11 in die jeweiligen Gatter eintreten zu
lassen, ist der Wandler nicht auf die stufenförmige Ausbildung
von Fig.1 beschränkt. Er kann irgendeine andere Form haben,
vorausgesetzt, daß gegenphasige akustische Oberflächenwellen
in die gewünschten Bahnen eintreten können. Fig. 5 zeigt eine
weitere stufenförmige Ausbildung 11′ des rechten Wandlers, bei
der ein Elektrodenteil 11′ b, der der Bahn 2 entspricht, einen
Phasenunterschied von 180° gegenüber einem Elektrodenteil 11′ a
hat. Die Phasenbeziehung für diesen Fall ist in der folgenden
Tabelle 2 dargestellt.
Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß durch Verbinden der
Ausgänge 12-a und 13-a ein Summenausgangssignal A erhalten
wird. Durch Verbinden der Ausgänge 18-a und 19-a wird dasselbe
Summenausgangssignal A erhalten. In ähnlicher Weise wird durch
Verbinden der Ausgänge 14-a und 17-a ein Differenzausgangssignal C
erhalten. Durch ein Verbinden der Ausgänge 15-a und 16-a
wird schließlich das gleiche Differenzausgangssignal C erhalten.
Diese Verbindungen sind in Fig. 6 dargestellt. Da die beiden
Summenausgangssignale und die beiden Differenzausgangssignale
die gleiche Phase haben, kann durch die Verbindung ihrer
Ausgänge das doppelte Summenausgangssignal oder doppelte
Differenzausgangssignal 2 Σ A , 2 Δ C erhalten werden.
Die obige Beschreibung basierte auf einem Vierbahn-Aufbau. Aus
den Fig. 1 und 5 ist jedoch ersichtlich, daß auch mit mehr
als vier Bahnen dasselbe Ergebnis dadurch erhalten werden kann,
daß ein Phasenunterschied in den akustischen Oberflächenwellen
vorgesehen wird, die in die jeweiligen Bahnen eintreten.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung hatte nur einer der
Wandler eine stufenförmige Ausbildung. Wie es in Fig. 7 dargestellt
ist, können jedoch auch beide Eingangswandler 10′ und
11′ eine stufenförmige Ausbildung haben. In Fig. 7 hat jeder
Eingangswandler 10′ und 11′ einen Phasenunterschied von 90°
zwischen den Bahnen 1 und 2 und 3 und 4. Durch die Verwendung des
stufenförmigen Aufbaus bei beiden Eingangswandlern kann somit
dasselbe Ergebnis erhalten werden.
Auch der in Fig. 8 dargestellte Aufbau, bei dem Mehrstreifenkoppler
27 und 28 vorgesehen sind, liefert das gleiche Ergebnis.
Die Interdigitationsbreite der Eingangswandler 25 und 26
entspricht den Bahnen 1 und 2. Die Mehrstreifenkoppler 27 und
28 haben die Funktion, die Energie der akustischen Oberflächenwellen,
die durch die Eingangswandler 25 und 26 erzeugt werden,
gleich auf die Bahnen 1, 2 und 3, 4 zu verteilen, und einen
Phasenunterschied von 90° zwischen den Bahnen 1, 2 und 3, 4 vorzusehen.
Es kann daher das gleiche Ergebnis erhalten werden.
Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausbildung
eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung und Fig.9B zeigt eine Querschnittsansicht
des gleichen Wendelleiters. Eine piezoelektrische
Schicht 23 ist auf einem Halbleitersubstrat 22 vorgesehen.
Auf der piezoelektrischen Schicht 23 sind Metallschichten 31
und 32 ausgebildet, die teilweise den Fortpflanzungsweg der
akustischen Oberflächenwellen zwischen den Eingangswandlern 29, 30
und den Ausgangsgatter 12 bis 19 einnehmen. Durch Anlegen
von Gleichspannungen V 1 und V 2 an die dünnen Metallschichten 31
und 32 wird die Oberfläche des Halbleiters 22 verändert.
Dadurch daß insbesondere die Steuerspannungen V 1 und V 2 variiert
werden, wird die Halbleiteroberfläche zwischen einem Speicherzustand,
einem Schmalbandzustand, einem Verarmungs- oder Sperrzustand
und einem invertierten Zustand oder Umkehrzustand geändert,
um in der gewünschten Weise die Phasen der akustischen
Oberflächenwellen in den Bereichen der dünnen Metallschichten
31 und 32 zu ändern. Da die Phasen der akustischen Oberflächenwellen,
die in die jeweiligen Bahnen eintreten, durch Steuerspannungen
geändert werden, kann somit das gleiche Ergebnis erzielt
werden.
Fig. 10 zeigt einen DPSK-Wendelleiter, der ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und bei dem Ausgangsgatter
12,13,14 und 15,die zwei Bahnen bilden, zwischen einem
rechten und einem linken Wandler 11 und 10 über die
Interdigitationsbreite der Wandler vorgesehen sind. Die Ausgangsgatter
12 und 13 bilden eine Bahn, während die Ausgangsgatter 14und
15 die andere Bahn bilden. Der rechte Wandler 11 hat eine
stufenförmige Ausbildung, um einen Phasenunterschied von 180°
zwischen den beiden Bahnen hervorzurufen. Das heißt, daß die
Elektrodenteile 11 a und 11 b des Eingangswandlers 11 an Stellen im
Abstand von λ 0/2 angeordnet sind, wobei λ 0 die Wellenlänge
der akustischen Oberflächenwelle ist. Die Eingangswandler 10,11
und die Ausgangsgatter 12 bis 15 bestehen aus Aluminium oder
einem anderen Metall.
Bei diesem DPSK-Zweibahnwandler werden Signale von den jeweiligen
Ausgangsgattern über die Ausgänge 12 a, 13 a, 14 a und 15 a
erhalten. Die akustischen Oberflächenwellen S 1 und S 2, die vom
linken Eingangswandler 10 erzeugt werden, und über die jeweiligen
Bahnen nach rechts laufen, erreichen den rechten Wandler
11 mit gleicher Phase. Da der Wandler 11 Elektrodenteile 11 a
und 11 b mit einem Phasenunterschied vom 180° aufweist, haben
akustische Oberflächenwellen, die mit gleicher Phase eintreten,
keinen Einfluß auf den Wandler.
Die akustischen Oberflächenwellen, die vom rechten Wandler 11
erzeugt werden und in ähnlicher Weise nach links laufen, erreichen
den linken Wandler 10. Da diese akustischen Oberflächenwellen
in beiden Bahnen in ihrer Phase entgegengesetzt sind,
haben sie keinen Einfluß auf den Wandler 10. Somit wird keine
elektrische Reflexion an den Eingangswandlern 10 und 11
hervorgerufen. Dieser DPSK-Zweibahn-Wandler unterdrückt daher die
Selbstwendelleitung.
Fig. 11 zeigt einen DPSK-Wandler, der noch ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt und bei dem Ausgangsgatter 12,
13, 14 und 15, die zwei Bahnen bilden, zwischen zwei
Eingangswandlern 3 über deren Interdigitationsbreite vorgesehen sind.
Die Ausgangsgatter 12 und 13 bilden eine Bahn, während die
Ausgangsgatter 14 und 15 die andere Bahn bilden. Die
Eingangswandler 3 und die Ausgangsgatter 12 bis 15 bestehen aus Aluminium
oder einem anderen Metall.
Wenn bei diesem DPSK-Zweibahnwendelleiter die Ausgangsgatter in
einer Bahn, beispielsweise die Ausgangsgatter 12 und 13 miteinander
verbunden sind, wird ein Summenausgangssignal der Wendelleitungssignale
vom Anschluß OUT 1 erhalten, wohingegen dann,
wenn die Ausgangsgatter in der anderen Bahn, beispielsweise die
Ausgangsgatter 14 und 15 über einen Symmetrierübertrager T
miteinander verbunden sind, ein Differenzausgangssignal der
Wendelleitersignale vom Anschluß OUT 2 erhalten wird.
Diese Anordnung liefert einen DPSK-Wendelleiter mit der gleichen
Funktion, der ohne eine mit hohen Kosten verbundene Gabelschaltung
auskommt und einen einzigen mit geringen Kosten verbundenen
Symmetrierübertrager verwendet.
Fig. 12 zeigt einen mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden
DPSK-Wendelleiter, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt und bei dem zwei separate Ausgangsgatter 5
und 6 zwischen zwei Eingangswandlern 3 an beiden Enden des
Wendelleiters vorgesehen sind. Zwischen den Ausgangsgattern befindet
sich eine Metallelektrode M. Die akustischen Oberflächenwellen,
die von den Eingangswandlern 3 erzeugt werden, sind einem
nicht linearen Effekt an den Gattern 5 und 6 ausgesetzt, so daß
ein Wendelleitungssignal der Eingangssignale erzeugt wird.
Die Metallelektrode M zwischen den Gattern liegt vorzugsweise
an Masse. Das Wendelleitungssignal, das zwischen den Gattern erzeugt
wird, wird durch die Metallelektrode M abgeschirmt. Die
durch die elektromagnetische Kopplung zwischen den Gattern 5
und 6 bewirkten Signale unter den am Ausgang 5 a und 6 a der
Gatter auftretenden Signalen werden daher unterdrückt, um die
DPSK-Demodulation unter Verwendung der Signale zu erleichtern,
die an den Ausgängen 5 a und 6 a auftreten. Da das Auftreten von
unerwünschten Wellen vermindert ist, wird ein hochleistungsfähiger
DPSK-Wendelleiter erhalten.
Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des
mittleren Teils der in Fig. 12 dargestellten Vorrichtung. Die
Metallelektrode M hat eine Breite l 2 und die jeweiligen
Ausgangsgatter 5 und 6 sind in einem Abstand l 1 von der
Metallelektrode M angeordnet. Wenn eine akustische Oberflächenwelle
in den mittleren Teil des Wendelleiters eintritt, wird sie an
den Rändern 5 b und 6 b der Gatter und an den Rändern Ma und Mb
der Metallelektrode M reflektiert. Wenn jedoch ein angemessener
Wert des Abstandes l 1 gewählt ist, heben sich die von den
Rändern 5 b, Ma, Mb und 6 b jeweils reflektierten Wellen gegeneinander
auf, wenn die folgende Beziehung erfüllt ist:
wobei l 1 der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rändern
der Ausgangsgatter ist, λ 0 die Wellenlänge einer akustischen
Oberflächenwelle bezeichnet und n 1 eine positive ganze Zahl
ist.
Der erfindungsgemäße DPSK-Wendelleiter ist mit geringen Kosten
verbunden und hat ein kleines Format, da ein mit hohen Kosten
verbundenes Gabelschaltungselement fehlt. Er ist gleichfalls
hochleistungsfähig, da die Selbstwendelleitung dadurch unterdrückt
wird, daß gleichzeitig ein Summenausgangssignal und ein
Differenzausgangssignal erhalten werden.
Claims (9)
1. Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter gekennzeichnet
durch ein piezoelektrisches Substrat (22),
zwei Eingangswandler (10,11), die in der Nähe der jeweiligen
Enden auf einer Außenfläche des Substrates (22) und einander
gegenüber vorgesehen sind,und eine Ausgangsgattereinrichtung
(12-19), die zwischen den Eingangswandlern (10,11) und längs
des Fortpflanzungsweges der akustischen Oberflächenwellen angeordnet
ist, die von den jeweiligen Eingangswandlern (10,11)
aufeinander zu erzeugt werden, um Ausgangssignale zu erzeugen,
die Wendelleitungssignale der Eingangssignale bilden, die in
die Eingangswandler (10,11) eintreten.
2. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19)
eine Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren (12-14; 16-18; 13-15; 17-19)
aufweist, wobei jedes Paar eine Bahn bildet und jedes Ausgangsgatterpaar
in einer Bahn in der Mitte der Bahn einen Abstand
voneinander hat, ein Eingangswandler (11) so ausgebildet ist,
daß er eine akustische Oberfläche in einer Bahn erzeugt, die
eine zu den anderen akustischen Oberflächenwellen in den anderen
Bahnen entgegengesetzte Phase hat,und eine Einrichtung vorgesehen
ist, die das Summen- und das Differenzausgangssignal der
Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern (12-19) bildet.
3. Wendelleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der eine Eingangswandler (11) eine stufenförmige
Elektrode aufweist.
4. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19)
eine Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren (12-14; 16-18; 13-15; 17-19)
aufweist, von denen jedes eine einzelne Bahn bildet, wobei jedes
Ausgangsgatterpaar in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet
ist und zwei Mehrstreifenkoppler (27,28), die die
Phase einer akustischen Oberflächenwelle in wenigstens einer der
Bahnen in eine entgegengesetzte Phase bezüglich der Phase der
anderen akustischen Oberflächenwellen in den anderen Bahnen ändert,
und eine Einrichtung vorgesehen sind, die das Summen- und
das Differenzausgangssignal der Wendelleitungssignale von den
Ausgangsgattern (12-19) bildet.
5. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19) eine
Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren aufweist, die jeweils eine
einzelne Bahn bilden, wobei jedes Ausgangsgatterpaar in einer
Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet ist und zwei dünne Metallschichten
(31,32), an denen Gleichspannungen liegen, um die
Phase einer akustischen Oberflächenwelle in wenigstens einer
Bahn in eine entgegengesetzte Phase bezüglich der Phase der anderen
akustischen Oberflächenwellen in den anderen Bahnen zu
ändern, und eine Einrichtung vorgesehen sind, die das Summen-
und das Differenzausgangssignal der Wendelleitungssignale von
den Ausgangsgattern (12-19) bildet.
6. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung zwei ausgangsgatterpaare
(12-13; 14-15;) aufweist, wobei jedes Paar
eine einzelne Spur bildet, die beiden Ausgangsgatter (12-13,
14-15) in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet sind
und einer der Eingangswandler (11) so ausgebildet ist, daß er
eine akustische Oberflächenwelle in einer Bahn mit einer bezüglich
der Phase der akustischen Oberflächenwelle in der anderen
Bahn entgegengesetzten Phase erzeugt.
7. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung zwei Ausgangsgatterpaare
(12-13; 14-15) aufweist, die jeweils eine einzelne
Bahn bilden, wobei die beiden Ausgangsgatter (12-13, 14-15)
in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet sind und eine
Einrichtung zum Bilden eines Summenausgangssignals der Wendelleitungssignale
von den beiden Ausgangsgattern in einer Bahn
und ein Symmetrierübertrager (T) vorgesehen sind, der mit den
beiden Ausgangsgattern in der anderen Bahn verbunden ist, um
Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern zu bilden.
8. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsgattereinrichtung ein Ausgangsgatterpaar
(5,6) aufweist, das eine einzelne Bahn bildet und in
der Mitte der Bahn beabstandet ist, und eine Metallelektrode (M)
zwischen den Ausgangsgattern vorgesehen ist.
9. Wendelleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß
wobei l 1 der Abstand zwischen jedem Ende der Metallelektrode (M)
und dem gegenüberliegenden Ende jedes Ausgangsgatters (5,6) ist,
λ 0 die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bezeichnet
und n 1 eine ganze positive Zahl ist.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13996885A JPS61296811A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 弾性表面波装置 |
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JP13907485A JPS621310A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 弾性表面波装置 |
JP13907385A JPS621309A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE3621211A1 (de) |
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