DE3838383A1

DE3838383A1 - Einrichtung fuer akustische oberflaechenwellen mit ueberlappungsgewichtetem wandler, der mit einer elektrodengruppe mit unregelmaessigem abstand versehen ist

Info

Publication number: DE3838383A1
Application number: DE3838383A
Authority: DE
Inventors: Takashi Shiba; Yuji Fujita; Toshimitsu Takahashi; Jun Yamada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1989-06-01
Also published as: US4918349A; DE3838383C2

Description

Mit Bezug auf einen herkömmlichen überlappungsgewichteten (apodized) Interdigitalwandler (interdigital transducer) sind Verfahren zum Unterdrücken von ungewünschten Refle xionen (die im weiteren mit "MEL" (Mass Electrical Loading) bezeichnet werden) bekannt, die durch die Differenz in der charakteristischen Impendanz für die Ausbreitung von akustischen Oberflächenwellen zwischen dem Abschnitt, wo es eine Elektrode gibt, und dem Abschnitt, wo es keine Elektrode gibt, verursacht werden. Eines der Verfahren wird in "The IEEE Trans. MTT-22" (1974), Seiten 960 bis 964 beschrieben, bei dem MEL unterdrückt wird, indem die Breite einer Elektrode ¹/₈ der Wellenlänge (λ ₀) einer akustischen Oberflächenwelle mit der Mittenfrequenz (f ₀) beträgt.

In dem oben beschriebenen Stand der Technik wird jedoch keine Überlegung mit Bezug auf eine Elektrodengruppe mit unregelmäßigem Abstand gemacht, in der der Frequenzgang der Amplitude nicht symmetrisch ist, oder anders aus gedrückt, in der der Abstand der Quellen für die akusti schen Oberflächenwelle nicht konstant ist, so daß die Unterdrückung der MEL unzureichend ist.

Obwohl es möglich ist, die MEL zu unterdrücken, indem die Breite der Elektrode und eines unmetallisierten Teils ¹/₈ des mittigen Zwischenabstands zwischen den benachbarten Quellen der akustischen Oberflächenwelle gemacht wird, sogar wenn der Frequenzverlauf der Amplitude nicht sym metrisch ist und der mittige Zwischenabstand zwischen benachbarten Elektroden nicht konstant ist, ist das oben beschriebene herkömmliche Verfahren unzureichend zum Unterdrücken von MEL, wenn die Asymmetrie zu groß ist oder eine ausreichende Unterdrückung der Reflexion erfor derlich ist.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu beseitigen, und eine Einrichtung für akustische Oberflächenwellen zu schaffen, die geringe Oberwellenfrequenzeigenschaften hat und MEL ausreichend unterdrückt.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung für akustische Oberflächenwellen geschaffen, die zusätzlich zu ersten linearen Sammelschienenelektroden, die die Kanten der Elektroden gleichen Potentials der Interdigitalelektroden fluchtend verbinden, zweite Sammelschienenelektroden vorgesehen sind, die die Elektroden gleichen Potentials in der Nachbarschaft der überlappenden Positionen (zwischen den Umhüllenden der überlappungsgewichteten überlappenden Funktion und den ersten Sammelschienenelektroden) verbin den. In der unterschiedlichen Potentialregion zwischen den zweiten Sammelschienenelektroden sind überlappungs gewichtete Elektroden in unregelmäßigen Abständen an geordnet und in den gleichen Potentialregionen zwischen den ersten und den zweiten Sammelschienenelektrodengebieten sind Elektroden mit einer Breite von z. B. λ ₀/8 in einem Intervall von λ ₀/4 angeordnet, wobei λ ₀ eine Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mittenfrequenz f ₀ ist.

Es ist herausgefunden worden, daß entsprechend der Struktur der Einrichtung für akustische Oberflächenwellen gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Reflexion zwischen den ersten und den zweiten Sammelschienenelek troden ausreichend unterdrückt wird, wodurch der Refle xionspegel erniedrigt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung für akustische Oberflächenwellen geliefert, in der das Metallisierungsverhältnis g/p, das das Verhältnis zwischen der Breite einer Elektrode und dem mittigen Zwischenabstand zwischen benachbarten Elek troden in einer Elektrodengruppe mit unregelmäßigem Abstand ist, in der der Abstand (pitch) der Quelle für die akusti schen Oberflächenwellen nicht konstant ist, nicht konstant 0,5 ist, sondern zwischen 0,1 und 0,4 oder zwischen 0,6 und 0,9 variiert. Diese Struktur unterdrückt die Reflexion in einem vorgegebenen Frequenzband, die an der Elektro dengrenze erzeugt wird, an der sich die charakteristische Impedanz des Ausbreitungsmediums kontinuierlich verändert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausfüh rungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Einrichtung für eine akustische Oberflächen welle;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Zwischenfrequenzschal tung für Fernsehen, die eine Einrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 4 den Frequenzverlauf des Reflexionsverlusts, der von einem Ausgangsinterdigitalwandler der herkömmlichen Einrichtung nach Fig. 2 erzeugt wird;

Fig. 5 den Frequenzverlauf des Einfügungsverlustes in der herkömmlichen Einrichtung nach Fig. 2;

Fig. 6 den Frequenzverlauf des Reflexionsverlustes, der von einem Ausgangsinterdigitalwandler der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 erzeugt wird;

Fig. 7 den Frequenzverlauf des Einfügungsverlustes in der ersten Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines akustischen Oberflächen filters nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 den Frequenzverlauf des Reflexionsverlustes, der von dem Ausgangsinterdigitalwandler nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 erzeugt wird;

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vor liegenden Erfindung;

Fig. 11 den Frequenzverlauf des Reflexionsverlustes, der von dem Ausgangsinterdigitalwandler nach der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 10 erzeugt wird;

Fig. 12 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vor liegenden Erfindung;

Fig. 13 eine teilweise vergrößerte Ansicht einer fünften Ausführungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 eine schematische Aufsicht auf den überlap pungsgewichteten Wandler nach einer sechsten Ausführungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vor liegenden Erfindung;

Fig. 15 den MEL-Frequenzverlauf der sechsten Ausfüh rungsform nach Fig. 14;

Fig. 16 den Frequenzverlauf der Amplitude der sechsten Ausführungsform nach Fig. 14;

Fig. 17 den MEL-Frequenzverlauf einer herkömmlichen Einrichtung;

Fig. 18 den Frequenzverlauf der Amplitude einer herkömmlichen Einrichtung;

Fig. 19 eine schematische Aufsicht eines überlap pungsgewichteten Wandlers nach einer siebten Ausführungsform der Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vor liegenden Erfindung;

Fig. 20 den MEL-Frequenzverlauf der siebten Ausfüh rungsform nach Fig. 19;

Fig. 21 eine schematische Aufsicht des überlappungs gewichteten Wandlers einer achten Ausfüh rungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 den MEL-Frequenzverlauf einer achten Ausfüh rungsform nach Fig. 21; und

Fig. 23 eine schematische Aufsicht des überlappungs gewichteten Wandlers einer herkömmlichen Einrichtung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausfüh rungsform der Einrichtung der akustischen Oberflächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf einem Substrat für die akustische Oberflächenwelle 1 sind ein Eingangsinter digitalwandler 2 und ein Ausgangsinterdigitalwandler 3 angeordnet. Der Ausgangsinterdigitalwandler 3 ist mit ersten Sammelschienenelektroden 4 a und 4 b und zweiten Sammelschienenelektroden 5 a und 5 b versehen. In den Gebieten zwischen den ersten und zweiten Sammelschienen elektroden sind Elektroden 6 a und 6 b mit einer Breite von λ ₀/8 in einem regelmäßigen Intervall von λ ₀/4 angeordnet, wobei λ ₀ die Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle mit der Mittenfrequenz f ₀ ist. Die zweiten Sammelschienen elektroden 5 a und 5 b sind in einer kosinusförmigen Kon figuration ausgebildet. Diese ist gleich dem Kosinus fenster, das gemäß der Impulsantwort der Reflexion ent steht.

In dem Gebiet zwischen den zweiten Sammelschienenelektroden sind Elektroden 7 in unregelmäßigen Abständen angeordnet.

Diese Elektroden 7, die in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind, erzeugen nicht-symmetrische Frequenzver läufe.

In Fig. 1 gibt die gebrochene Linie 8 eine Umhüllende der Überlappungsfunktion des Interdigitalwandlers 2 an. Beide Seiten der Eingangs- und Ausgangsinterdigitalwandlers 2 und 3 sind mit einem Absorber 9 beschichtet, der ver hindert, daß die akustischen Oberflächenwellen an den Endoberflächen des Substrats 1 reflektiert werden. Das Substrat 1 besteht aus einem 128° Y-X LiNbO₂ · 15 Quellen paare für akustische Oberflächenwellen sind vorgesehen für den Eingangsinterdigitalwandler 2 und die Apertur des Eingangswandlers 2 beträgt 3000 µm. Auf der anderen Seite sind 50 Quellenpaare für die akustische Oberflächenwelle (die Elektroden 7 zwischen den zweiten Sammelschienen elektroden 5 a und 5 b) vorgesehen für den Ausgangsinter digitalwandler 3 und die maximale Apertur des Ausgangs interdigitalwandlers 3 beträgt 2000 µm. Die erste Ausfüh rungsform wird in einem Zwischenfrequenz (IF)-Filter eines Fernsehempfängers eingesetzt und die Mittenfrequenz beträgt 56,5 MHz.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle, die für den gleichen Zweck wie die erste Ausführungsform verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen kennzeichnen die gleichen Elemente wie die in Fig. 1. Das Substrat, die Anzahl der Quellen für die akustische Oberflächenwelle und die Aperturen bzw. Öffnungen der Wandler sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Zwischenfrequenzschal tung für das Fernsehen, die eine Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Eine Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle 11 entsprechend der vorliegenden Erfindung ist mit einem Tuner 10 verbunden, um ein Signal eines Kanals auszufiltern und um das Durch laßband des Bildsignals und den Pegel des Tonsignals einzustellen. Der Ausgangsanschluß ist mit einer integrier ten Schaltung 13, die die Funktion einer Vorverstärkung, einer Demodulation usw. hat, über einen Transformator 12 verbunden. Herkömmlicherweise ist ein Dämpfungswiderstand 14 mit der Einrichtung 11 verbunden, um den Tuner 10 auf die Einrichtung für die akustische Oberflächenwelle 11 am Ausgang abzustimmen. In dem System, das die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, ist jedoch die Impedanz der Einrichtung für die akustische Ober flächenwelle erniedrigt und der Widerstand 14 wird weg gelassen aus Gründen der Verlustreduzierung. Als Ergebnis nimmt die Eingangsanschlußseite der Einrichtung für die akustische Oberflächenwelle nahezu den angepaßten Zustand ein und die reflektierte Welle (RW), die durch die Last des Wandlers bestimmt wird, beträgt ungefähr 10 dB. Auf der anderen Seite wird das dreifache Wanderecho (TTE) zwischen den Elektroden wegen der oben beschriebenen MEL nicht ausreichend unterdrückt, wenn eine herkömmliche Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle eingerich tet wird.

Fig. 4 zeigt die Ergebnisse der Messung des Reflexionsver lusts (MEL), der durch den herkömmlichen Ausgangsinter digitalwandlers nach Fig. 2 erzeugt wird. Der Reflexions verlust (MEL) beträgt ungefähr 23 dB im Filterband. Da der Reflexionsverlust auf der Eingangsanschlußseite 10 dB ist, beträgt der totale Reflexionsverlust 33 dB. Fig. 5 zeigt den Einfügungsverlustfrequenzverlauf der herkömm lichen Einrichtung nach Fig. 2. Obwohl der Verlust nur 18 dB beträgt, wird in dem Band eine Amplitudenoberwellig keit von 0,5 dB_p-p und eine Gruppenverzögerungsoberwellig keit (group delay ripple) von 100 ns_p-p erzeugt. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 6 die Ergebnisse der Messung des Reflexionsverlustes (MEL), der von dem Ausgangsinter digitalwandler des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 erzeugt wird. Der Reflexionsverlust im Filterband beträgt ungefähr 27 dB und 37 dB insgesamt. Das bedeutet, daß die erste Ausführungsform die Wirkung hat, den Reflexionsver lust um 4 dB zu verbessern. Fig. 7 zeigt den Einfügungs verlustfrequenzverlauf der ersten Ausführungsform. Die Amplitudenoberwelligkeit beträgt 0,2 dB_p-p und die Gruppen verzögerungsoberwelligkeit beträgt 60 ns_p-p. Somit ist der Einfügungsverlustfrequenzgang der ersten Ausführungs form verbessert.

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung für eine Oberflächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Sammelschienenelektroden 5 a und 5 b entlang den Umhüllenden 8 auf der Ausgangselektrode 3 in Abschnit ten entfernt von der Eingangselektrode 2 ausgebildet. Die übrige Struktur ist die gleiche wie die der ersten Ausfüh rungsform. Fig. 9 zeigt den Reflexionsverlustfrequenzgang der zweiten Ausführungsform nach Fig. 8. Der Reflexions verlust im Filterband beträgt ungefähr 30 dB. Das bedeutet, daß die zweite Ausführungsform den Reflexionsverlust um 3 dB besser unterdrückt als die erste Ausführungsform.

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Einrichtung für die akustische Ober flächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Sammelschienenelektroden 5 a und 5 b entlang den Umhüllenden 8 auf dem Gesamtabschnitt der Ausgangselektrode 3 ausgebildet. Die übrige Struktur ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform. Fig. 11 zeigt den Reflexionsverlust, der durch den Ausgangsinterdigitalwandler 3 in der ersten Ausführungsform nach Fig. 10 erzeugt wird. Der Reflexionsverlust im Filterband beträgt 33 dB. Das bedeutet, daß die zweite Ausführungsform den Reflexionsverlust um 3 dB besser unterdrücken kann als die zweite Ausführungsform nach Fig. 8.

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird ein unidirektionaler Wandler 15 als Eingangsinterdigitalwandler verwendet, wodurch der Verlust weiter reduziert wird. Der unidirektionale Wandler ist ein unidirektionaler bzw. einseitig gerichteter Wandler vom Gruppentyp, der eine Meander-Elektrode 16 verwendet. Die zweiten Sammelschienenelektroden 5 a und 5 b sind ebenso vorgesehen, um die MEL zu unterdrücken. Entsprechend dieser Ausführungsform wird die MEL sogar im Fall des Einsatzes von unidirektionalen Elektroden vom unregel mäßigen Abstandstyp unterdrückt, die wahrscheinlich MEL erzeugen.

Fig. 13 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat die gleiche Struktur wie die dritte Ausführungsform nach Fig. 10, mit der Ausnahme, daß die jeweils gegenüberliegenden Paare von Elektroden 17 a zwischen der ersten Sammelschienenelektrode 4 a und der zweiten Sammelschienenelektrode 5 a und die Elektroden 17 b zwischen der ersten Sammelschienenelektrode 4 b und der zweiten Sammelschienenelektrode 5 b nicht richtig gegenüberliegend angeordnet sind und wie die gegenüberliegenden Paare der Elektrodenpaare 6 a und 6 b in der dritten Ausfüh rungsform nach Fig. 10, sondern mit einem Abstand von λ ₀/8 gegenüber den jeweiligen Symmetriepunkten angeordnet sind. Genauer hat jede der Elektroden 17 a und 17 b eine Breite von λ ₀/8 und beide von ihnen sind in einem Intervall von λ ₀/8 angeordnet. Deshalb erzeugt die gegenüberliegende Lage der Elektrode 17 a einen Spalt zwischen den Elektroden 17 b, während in der gegenüberliegenden Lage des Spaltes zwischen den Elektroden 17 a die Elektrode 17 b angeordnet ist. In dieser Ausführungsform haben die Reflexionen, die von den Elektroden 17 a erzeugt werden, umgekehrte Phasen, so daß sie sich gegenseitig auslöschen. Als Ergebnis wird die Reflexion, die durch die Elektroden 17 a und 17 b erzeugt wird, nahezu null im gesamten, wodurch die MEL mehr als in allen anderen Ausführungsformen unterdrückt wird. Obwohl in der fünften Ausführungsform nach Fig. 13 die dritte Ausführungsform nach Fig. 10 angewendet wird und die Elektroden 17 a und 17 b anstatt der Elektroden 6 a und 6 b eingesetzt werden, ist es selbstverständlich, daß die Elektroden 6 a und 6 b genauso ersetzt werden können durch die Elektroden 17 a und 17 b in den Ausführungsformen der Fig. 1, 8 und 12. Jede der Elektroden 17 a und 17 b hat eine Breite von λ ₀/8 und das Intervall der jeweiligen Elektroden 17 a und 17 b beträgt λ ₀/8 in der Ausführungs form, aber die Breite jeder der Elektroden 17 a und 17 b und der Intervalle der jeweiligen Elektroden 17 a und 17 b können willkürlich eingestellt werden (z. B. kann die Breite der Elektrode auf λ ₀/4 und das Intervall der Elektroden auf λ ₀/4 eingestellt werden). In diesem Fall ist es wesentlich, daß die gegenüberliegende Lage der Elektrode 17 a einen Spalt zwischen den Elektroden 17 b erzeugt, während auf der gegenüberliegenden Lage des Spalts zwischen den Elektroden 17 a die Elektrode 17 b angeordnet ist (z. B. wenn die Breite der Elektrode auf λ ₀/4 und das Intervall der Elektroden auf λ ₀/4 eingestellt wird, werden die Elektroden 17 a und 17 b in einem Abstand von λ ₀/4 von den jeweiligen Symmetriepunkten angeordnet).

Fig. 14 ist eine schematische Aufsicht des Interdigital wandlers einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Interdigitalelektrode 21 ist ein überlap pungsgewichteter Wandler, in dem die überlappende Breite W der Elektroden nicht konstant ist, und wird als Aus gangselektrode eingesetzt. Der Eingangswandler (nicht gezeigt) ist nicht überlappungsgewichtet (non-apodized) und ein Interdigitalwandler vom teilverbundenen Typ mit einer konstanten Apertur W von 1500 µm. Die Breite jeder der Elektroden des Eingangswandlers beträgt λ ₀/8 und das Intervall zwischen den Elektroden beträgt λ ₀/8 (λ ₀ ist eine Wellenlänge der akustischen Oberflächenwellen mit der Mittenfrequenz f ₀). Die Mittenfrequenz des Eingangs wandlers beträgt 56,5 MHz und 15 Quellenpaare für die akustische Oberflächenwelle sind vorgesehen.

In dem überlappungsgewichteten Wandler 21 dieser Ausfüh rungsform beträgt der mittige Zwischenabstand p ₁ und p ₂ zwischen den benachbarten Elektroden konstant 17 µm und das Verhältnis der Breite g der Elektroden zum Abstand zwischen benachbarten Elektroden (Metallisierungsverhältnis g/p ₁ oder g/p ₂) ist nicht konstant.

Mit anderen Worten ist die Breite der Elektroden in den Elektrodenpaaren unterschiedlich. Das Metallisierungsver hältnis g/p variiert im Bereich von 0,1 bis 0,4 oder 0,6 bis 0,9 · 50 Quellenpaare für die akustische Oberflächen welle sind vorgesehen. Jede der benachbarten Elektroden des Interdigitalwandlers 21 formt ein Paar und jedes Paar hat die gleiche Struktur. Zum Beispiel haben die Elektroden 21 a und 21 b die gleiche Struktur und die Elektroden 21 c und 21 d haben die gleiche Struktur.

Jeder dieser Eingangs- und Ausgangswandler besteht aus einem Aluminiumdünnfilm mit 6000 Dicke, der auf ein 128° Y-X Lithium Niobat Substrat (nicht gezeigt) abge schieden ist und ist mittels Photolithography ausgebildet.

Diese Ausführungsform wird als IF-Filter des Zwischenfre quenzverstärkers eines Farbfernsehempfängers verwendet. Der Zwischenfrequenzfilter (= IF-Filter) ist zwischen dem Tuner und dem Bild- und Tonverstärker eingefügt und hat die Funktion des Einstellens des Bildträgersignals, des Chroma-Hilfsträgersignals und des Tonträgersignals auf den notwendigen Kanal aus den Signalen, die aus dem Empfangssignal durch den Tuner ausgewählt worden sind, auf einen angemessenen Pegel, während die Signale auf den anderen nicht notwendigen Kanälen unterdrückt werden, und die so eingestellten Signale dem Bild- und Tonverstärker zuführt.

Im allgemeinen ist der Pegel des Tonhilfsträgersignals um 10 bis 20 dB niedriger als der Pegel des Bildträgersignals, um die relative Modulation des Bildsignals und des Tonsi gnals im Zwischenfrequenzverstärker zu reduzieren, wodurch die geeignete Tonempfindlichkeit erhalten wird. Der Frequenzverlauf der Amplitude der Einrichtung für die akustische Oberflächenwelle, der im allgemeinen verwendet wird, ist nicht-symmetrisch mit Bezug auf den Frequenzver lauf einer Falle, die vorgesehen ist, um die Bild- und Tonträgersignale auf benachbarten Kanälen zu unterdrücken.

Eine Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle ist aus wenigstens zwei Wandlern zusammengesetzt und ein nicht überlappungsgewichteter Wandler (nicht gezeigt) wird als einer (Eingangswandler) der Wandler, wie in dieser Ausführungsform, wodurch das Design erleichtert und die Chipgröße reduziert wird. Da die Amplitude sym metrisch im Frequenzgang eines nicht überlappungsgewich teten Wandlers ist, und wenn ein Filter erforderlich ist, um einen nicht-symmetrischen Frequenzverlauf, wie oben beschrieben, zu haben, muß der andere Wandler einen nicht symmetrischen Frequenzverlauf aufweisen.

Da der mittige Zwischenabstand zwischen den benachbarten Quellen für die akustische Oberflächenwelle eines Wandlers, der einen nicht-symmetrischen Frequenzverlauf hat, nicht konstant ist, ist es unmöglich, die Breite und den nicht- metallisierten Teil konstant auf λ ₀/8 einzustellen. In dieser Ausführungsform ist der mittige Zwischenabstand zwischen den benachbarten Elektroden entsprechend der Frequenz des filternden Bandes eingestellt, wodurch eine ausreichende Unterdrückung der MEL in der Frequenznach barschaft des filternden Bandes gegeben ist.

Wie oben beschrieben, überträgt der IF-Filter ein Bildsi gnal, ein Chromasignal und ein Tonsignal. Unter diesen ist im Tonsignalband die Linearität des Phasenverlaufs nicht besonders wichtig, aber lineare Phasenverläufe sind erforderlich im Bildsignalband und im Farbsignalband.

In Anbetracht dieser Tatsache hat diese Ausführungsform eine Struktur zur ausreichenden Unterdrückung der MEL in dem Band von der niederfrequenten Seite (54,57 MHz) des Farbhilfsträgerbandes bis zur Hochfrequenzseite (59,25 MHz) des Bildträgerbandes. In der sechsten Ausführungsform nach Fig. 14 wird das Metallisierungsverhältnis g/p nicht konstant sein, da der mittige Zwischenabstand zwischen den benachbarten Quellen der akustischen Oberflächenwelle nicht konstant ist. Die MEL der akustischen Oberflächenwelle, die eine Wellenlänge hat, die dem vierfachen des mittigen Zwischenabstands p zwischen den benachbarten Elektroden entspricht, wird zwischen einem Elektrodenpaar (z. B. ein Elektrodenpaar 21 a und 21 b oder 21 c und 21 d) ausgelöscht. Zusätzlich wird eine ausreichende MEL-Unterdrückung auch in der Nachbarschaft von dieser Frequenz erhalten.

Wie in Fig. 15 gezeigt, hat die Ausführungsform nach Fig. 14 einen ausreichenden MEL-Unterdrückungseffekt (z. B. nicht weniger als 41 dB bezogen auf das Hauptsignal) in dem Frequenzband des Farbhilfsträgerbandes bis zum Bildträger. Minimal beträgt die MEL-Unterdrückung 35 dB.

Die Frequenzgänge der Ausführungsform einer Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Fig. 14 werden in Fig. 16 gezeigt. Die Oberwelligkeit in dem Amplitudenfre quenzgang 23 beträgt nicht mehr als 0,2 dB_p-p und die Oberwelligkeit des Gruppenverzögerungsfrequenzverlaufs 24 beträgt nicht mehr als 60 ns_p-p. Somit erzeugt diese Ausführungsform zufriedenstellende Frequenzgänge. Der Einfügungsverlust in dieser Ausführungsform beträgt 18,2 dB.

In dieser Ausführungsform ist der mittige Zwischenabstand zwischen den benachbarten Elektroden gleichen Potentials konstant, aber es ist klar, daß der Abstand zwischen den benachbarten Elektroden unterschiedlichen Potentials konstant sein kann.

Die Verbesserungen, die durch die vorliegende Erfindung bewirkt werden, werden nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 17, 18 und 23, die den Stand der Technik zeigen, erläutert.

Der herkömmliche überlappungsgewichtete Wandler, der einen nicht-symmetrischen Frequenzverlauf aufweist, wird wie nachfolgend aufgebaut. Die Breite einer Elektrode und eines nicht-metallisierten Teils zwischen den Elektroden beträgt ¹/₄ des Intervalls zwischen den benachbarten Quellen für die akustische Oberflächenwelle. Deshalb ist das Metallisierungsverhältnis konstant 0,5. Fig. 17 zeigt den MEL-Frequenzverlauf 32 des Wandlers, der ein konstantes Metallisierungsverhältnis von 0,5 aufweist. Die Einrichtung für die akustische Oberflächenwelle nach Fig. 23 hat die gleiche Struktur wie die sechste Ausfüh rungsform nach Fig. 14 mit der Ausnahme, daß sie ein konstantes Metallisierungsverhältnis von 0,5 aufweist. In Fig. 17 ist der Verlust von MEL im Frequenzband nicht größer als 22 dB. Es ist aus einem Vergleich zwischen den Fig. 15 und 17 klar, daß die sechste Ausführungsform nach Fig. 14 eine verbesserte Wirkung um 13 dB hat. Fig. 18 zeigt die Frequenzverläufe der Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle, die einen herkömmlichen Wandler mit einem konstanten Metallisierungsverhältnis von 0,5 hat. Die Einrichtung für die akustische Ober flächenwelle hat die gleiche Struktur wie die sechste Ausführungsform nach Fig. 14 mit der Ausnahme, daß sie ein konstantes Metallisierungsverhältnis von 0,5 aufweist. Die Oberwelligkeit des Amplitudenfrequenzverlaufs 33 beträgt 0,5 db_p-p und die Oberwelligkeit des Gruppenver zögerungsfrequenzgangs 34 ist 100 ns_p-p. Somit ist es schwierig, eine solche Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle praktisch einzusetzen.

Im Unterschied hierzu kann die sechste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung nach Fig. 14 ausreichend MEL unterdrücken und deshalb kann sie zur praktischen Anwendung eingesetzt werden.

Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 19 und 20 erläutert. Fig. 19 ist eine schematische Aufsicht des überlappungs gewichteten Wandlers dieser Ausführungsform und Fig. 20 zeigt den MEL-Frequenzverlauf 42 dieser Ausführungsform.

Diese Ausführungsform zielt darauf ab, die MEL in einem breiten Band zu unterdrücken. Der mittige Zwischenabstand p zwischen den benachbarten Elektroden 41 dieser Ausfüh rungsform ist nicht konstant. In anderen Worten sind der mittige Zwischenabstand p zwischen den benachbarten Elektroden 41 und das Metallisierungsverhältnis g/p so bestimmt, daß die MEL nicht in einem bestimmten Frequenz band, sondern im gesamten Frequenzband unterdrückt wird. Entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 19 wird die MEL um nicht weniger als 39 dB im Gesamtband, wie in Fig. 20 gezeigt wird, unterdrückt.

Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Fig. 21 und 22 erläutert.

In dieser Ausführungsform wird ein unidirektionaler Wandler vom Gruppentyp als Interdigitalelektrodenwandler ein gesetzt. Fig. 1 ist eine schematische Aufsicht des überlappungsgewichteten Wandlers 51 dieser Ausführungsform und Fig. 22 zeigt den MEL-Frequenzverlauf 52 dieser Ausführungsform.

Wenn ein unidirektionaler Wandler vom Gruppentyp mit einem nicht überlappungsgewichteten Wandler (nicht gezeigt) verwendet wird, weist die Amplitude auf der Hochfrequenz seite im allgemeinen eine große Asymmetrie auf. Es ist deshalb notwendig, daß ein überlappungsgewichteter Wandler (transducer), der als der andere Wandler eingesetzt wird, eine größere Asymmetrie als in der sechsten Ausführungsform aufweist.

Ein unidirektionaler Wandler 51 vom Gruppentyp ist zusam mengesetzt aus einer Zuführungselektrode 55, einer Refle xionselektrode 56 und einer Meanderelektrode 57. Der unidirektionale Wandler 51 vom Gruppentyp leitet akustische Oberflächenwellen unidirektional fort, wenn die geome trische Phasendifferenz, die durch den mittigen Zwis chenabstand L zwischen der Zuführungselektrode 55 und der Reflexionselektrode 56 bestimmt ist, und die elektrische Phasendifferenz, die von einem Phasenschieber (nicht gezeigt) erzeugt wird, der mit der Zuführungselektrode 55 und der Reflexionselektrode 56 verbunden ist, geeignet eingestellt sind. In diesem Fall, wenn die Einrichtung angepaßt ist, wird der Verlust minimal und die unerwünschte Reflexion (RW), die durch die Bedingungen zum Anpassen der Einrichtung an die Last bestimmt wird, unterdrückt.

In dieser Ausführungsform sind zwei Quellenpaare der akustischen Oberflächenwelle für jede Gruppe vorgesehen. In Fig. 21 werden nur 3 Gruppen als Teil des Wandlers gezeigt. Für die Unterdrückung der MEL ist das Metal lisierungsverhältnis unterschiedlich in den Elektroden. In der achten Ausführungsform in Fig. 21 beträgt die MEL-Unterdrückung nicht mehr als 36 dB, was aus Fig. 22 offensichtlich ist. Der Gesamtverlust der Einrichtung für die akustische Oberflächenwelle beträgt 6,3 dB, die Amplitudenoberwelligkeit beträgt nicht mehr als 0,1 dB_p-p und die Gruppenverzögerungsoberwelligkeit beträgt nicht mehr als 40 ns_p-p. Somit weist die achte Ausführungsform ebenfalls gute Eigenschaften auf.

Wie oben beschrieben, ist entsprechend der Erfindung auch eine Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle, die einen nicht-symmetrischen Frequenzverlauf hat, auch fähig, die MEL ausreichend zu unterdrücken und einen Frequenzverlauf mit niedriger Oberwelligkeit zu reali sieren. Da die MEL ausreichend unterdrückt wird, sogar in dem Fall, wenn ein Interdigitalelektrodenwandler mit einem nicht-symmetrischen Frequenzverlauf eingesetzt wird, wird die Oberwelligkeit des Frequenzverlaufs un terdrückt und das Vermögen des Filters wird erhöht.

Obwohl die vorliegende Erfindung auf einen überlappenden überlappungsgewichteten Wandler in den oben beschriebenen Ausführungsformen angewendet wird, ist es selbstverständ lich, daß die vorliegende Erfindung ebenso anwendbar ist auf einen sogenannten phasenüberlappungsgewichteten Wandler, in dem die überlappende Breite konstant ist, und der mittige Zwischenabstand zwischen den benachbarten Quellen der akustischen Oberflächenwelle nicht konstant ist.

Obwohl hier beschrieben worden ist, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungen in Betracht zu ziehen ist, ist es klar, daß unterschiedliche Abänderun gen von diesen gemacht werden können, und es ist beabsich tigt, daß die angehängten Ansprüche all diese Modifika tionen abdecken, die zum Gegenstand und dem Bereich der Erfindung gehören.

Claims

1. Einrichtung für akustische Oberflächenwellen, gekennzeichnet durch:
ein piezoelektrisches Substrat;
einen Eingangswandler, der aus Interdigitalelektroden zusammengesetzt ist und auf dem Substrat ausgebildet ist; und
einen Ausgangsinterdigitalwandler, der aus Inter digitalelektroden zusammengesetzt ist und auf dem Substrat ausgebildet ist;
wobei wenigstens der Eingangswandler oder der Aus gangswandler zusammengesetzt ist aus:
ersten Sammelschienenelektroden, die die Kanten der Elektroden gleichen Potentials der Interdigitalelektro den fluchtend verbinden;
zweiten Sammelschienenelektroden, die die Elektroden gleichen Potentials der Interdigitalelektroden in der Nachbarschaft der überlappenden Teile verbinden;
eine erste Elektrodengruppe, die aus einer Vielzahl von Elektroden besteht, die die gleiche Breite haben und zwischen den ersten Sammelschienenelektroden und den zweiten Sammelschienenelektroden in einem Intervall angeordnet sind, das gleich der Breite der Elektrode ist; und
einer zweiten Elektrodengruppe, die aus Elektroden besteht, die in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind, von denen ein Ende mit einem Ende der zweiten Sammelschienenelektroden verbunden ist, und die anderen Enden von wenigstens einem Teil dieser Elektroden mit den Elektroden unterschiedlichen Potentials überlappt sind, wodurch die Quellen der akustischen Oberflächen welle gebildet werden.

2. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser zweiten Sammelschienenelektroden in sinus förmiger Konfiguration ausgebildet ist.

3. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Sammelschienenelektroden entlang den Umhüllenden der überlappenden Abschnitte der Elektroden der zweiten Elektrodengruppe ausgebildet sind.

4. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrodengruppe aus vielen Paaren von den Elektroden unterschiedlichen Potentials bestehen, die in einem Abstand, der gleich der Breite der Elektrode ist, von den jeweiligen Symmetriepunkten angeordnet sind.

5. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs wandler oder der Ausgangswandler, der zusammengesetzt ist aus den ersten Sammelschienenelektroden, den zweiten Sammelschienenelektroden, der ersten Elektro dengruppe und der zweiten Elektrodengruppe zusätzlich eine Meanderelektrode aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie sich meanderförmig durch die zweite Elektrodengruppe schlängelt und in Verbindung einen unidirektionalen Wandler vom Gruppentyp bildet.

6. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle, die aufweist:
ein piezoelektrisches Substrat;
einen Eingangswandler, der aus Interdigitalelektroden zusammengesetzt ist und auf dem Substrat ausgebildet ist;
einen Ausgangsinterdigitalwandler, der aus Inter digitalelektroden zusammengesetzt ist und auf dem Substrat ausgebildet ist; wobei wenigstens der Ein gangswandler oder der Ausgangswandler zusammengesetzt ist aus:
Sammelschienenelektroden, die die Kanten der Elektroden gleichen Potentials der Interdigitalelektroden fluch tend verbinden;
einer Elektrodengruppe mit unregelmäßigem Abstand, die aus Elektroden besteht, die in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind und mit einem ihrer Enden mit einer der Sammelschienenelektroden verbunden ist, wobei die anderen Enden von wenigstens einem Teil der Elektroden mit den Elektroden unterschiedlichen Potentials überlappt sind, wodurch die Quellen für die akustischen Oberflächenwelle gebildet sind, und jede der benachbarten Elektroden, die die gleiche Breite und die gleiche Länge haben ein Paar bilden und das Metallisierungsverhältnis g/p, das das Ver hältnis der Breite g der Elektrode und des mittigen Zwischenabstands p zwischen benachbarten Elektroden ist, im Bereich von 0,1g/p0,4 oder 0,6g/p0,9 variiert ist, in Abhängigkeit von diesem Paar, wodurch eine unerwünschte Reflexion, die an der Grenze der Elektrode erzeugt wird, unterdrückt wird.

7. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige Zwischenabstand zwischen benachbarten Elek troden, die die Elektrodengruppe mit unregelmäßigem Abstand bilden, konstant ist und daß die Breite der Elektrode in Abhängigkeit von dem Paar variiert, wodurch das Metallisierungsverhältnis g/p im Bereich von 0,1g/p0,4 oder 0,6g/p0,9 in Abhängig keit von dem Paar variiert.

8. Einrichtung für eine akustische Oberflächenwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs wandler oder der Ausgangswandler, der zusammengesetzt ist aus den Sammelschienenelektroden und der Elektro dengruppe mit unregelmäßigem Abstand zusätzlich eine Meanderelektrode aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie sich meanderförmig durch die Elektrodengruppe mit unregelmäßigem Abstand hindurchschlängelt und in Kombination einen unidirektionalen Wandler vom Gruppen typ bildet.