DE3933006A1

DE3933006A1 - Akustische oberflaechenwellenvorrichtung und verfahren zu deren herstellung und anpassung

Info

Publication number: DE3933006A1
Application number: DE19893933006
Authority: DE
Inventors: Takashi Shiba; Yuji Fujita; Toshimitsu Takahashi; Jun Yamada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1990-04-05
Also published as: JP2685537B2; JPH0296414A

Description

Die Erfindung betrifft eine akustische Oberflächenwellenvorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung und Anpassung, insbesondere eine akustische Oberflächenwellenvorrichtung, die bei Verwendung als Filter einen hervorragenden Frequenzbandrandverlauf und einen hervorragenden Verlauf außerhalb des Bandes aufweist.

Als herkömmliche Einrichtung zur Verbesserung der Rand charakteristik von akustischen Oberflächenwellenfiltern (der Schärfe des Dämpfungsverlaufs an den Rändern des Frequenzbandes des Filters) wird ein Mehrfachstreifen kopplungselement verwendet, wie es beispielsweise aus IEEE, Trans. on Microwave Theory and Techniques, Bd. MTT-21, Nr. 4, April 1973, Seiten 206 bis 215, bekannt ist.

Um in der obigen Vorrichtung des Standes der Technik den Randverlauf zu verbessern, muß die Anzahl der Streifen oder Finger des Interdigitalwandlers erhöht werden, wodurch die Chipgröße zunimmt und die Kosten unvermeidlich ansteigen. Die Beziehung zwischen dem Randverlauf und der Anzahl der Wandlerstreifen ist zum Beispiel in IEEE; Trans. on Microwave Theory and Techniques, Bd. MTT-21, Nr. 4, April 1973, Seiten 162 bis 175, beschrieben.

Da, wie oben beschrieben, die Anzahl der Wandlerstreifen erhöht werden muß, um den Randverlauf zu verbessern, wird die Strahlungsleitfähigkeit des Interdigitalwandlers erhöht, was zu einer Erhöhung der Reflexion führt, die durch den Betrag der Strombelastung oder der elektrischen Rückstrahlung (RS) bestimmt ist. Daher muß normalerweise zur Reflexionsunterdrückung die Schlitzbreite der einander gegenüberliegenden Interdigitalwandlerstreifen schmal gemacht werden. Dann gewinnt jedoch der Beugungseffekt der akustischen Oberflächenwelle mehr Einfluß, wodurch die Seitenzipfel der Filtereigenschaften eine Verschlechterung erfahren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine akustische Oberflächenwellenvorrichtung zu schaffen, die, wenn sie als Filter verwendet wird, einen hervorragenden Randverlauf, kleine Abmessungen und einen geringen Beugungseffekt aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine ei ne Interdigitalwandleranordnung aufweisende akustische Oberflächenwellenvorrichtung, in der an wenigstens einer Seite eines Interdigitalwandlers ein Reflektor zur Reflexion der akustischen Oberflächenwelle vorgesehen ist. Der Reflektor zur Reflexion der elastischen akustischen Oberflächenwellen ist wenigstens an den beiden Seiten eines der Eingangs- und Ausgangsinterdigitalwandler oder wenigstens an einer Seite eines der Eingangs- und Ausgangsinterdigitalwandler vorgesehen.

Der an einer Seite des Interdigitalwandlers vorgesehene Reflektor reflektiert die vom Interdigitalwandler Oberflächenwelle und schafft dabei eine Bedingung, die einer merklichen Erhöhung der Anzahl der Erregerquellen der akustischen Oberflächenwelle entspricht. Daher kann ohne Erhöhung der Anzahl der Interdigitalwandlerstreifen und folglich ohne Erhöhung der Chipgröße der Randverlauf verbessert werden. Da der Randverlauf ohne Erhöhung der Anzahl der Interdigitalwandlerstreifenpaare verbessert werden kann, braucht außerdem die Schlitzbreite zwischen den Wandlerstreifen nicht verringert werden, weshalb eine Zunahme des Einflusses des Beugungseffektes unterdrückt werden kann.

Ein als Resonator verwendeter Reflektor des Standes der Technik ist beispielsweise aus IEEE, Trans. on Sonics and Ultrasonics, Bd. SU-15, Nr. 2, April 1968, Seiten 111 bis 119, bekannt; dieser Reflektor des Standes der Technik kann jedoch im Gegensatz zum Reflektor der vorliegenden Erfindung den Randverlauf nicht verbessern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung;

Fig. 2 eine Darstellung der Impulsanwort;

Fig. 3 eine Darstellung der Frequenz/Dämpfungscharakteristik der ersten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 4 eine Darstellung, die der Erläuterung des Verfahrens zur Analyse der reflektierten Welle in einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung dient;

Fig. 5 eine Darstellung der Frequenz/Dämpfungscharakteristik der zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 die schematische Darstellung eines Teils einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung;

Fig. 7 die schematische Darstellung eines Teils einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung;

Fig. 8 eine Darstellung der Frequenz/Dämpfungscharakteristik der vierten Ausführungsform;

Fig. 9 die schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung;

Fig. 10 ein Darstellung der Frequenz/Gruppenlaufzeit charakteristik der fünften Ausführungsform;

Fig. 11 die schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung;

Fig. 12 eine Darstellung der Frequenz/Gruppenlaufzeit charakteristik der sechsten Ausführungsform;

Fig. 13 eine Darstellung, die der Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung des Reflektors einer siebten Ausführungsform dient;

Fig. 14 eine Darstellung, die der Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung des Reflektors einer achten Ausführungsform dient;

Fig. 15 eine Darstellung, die der Erläuterung des Verfahrens zur Anpassung einer Nachrichtenüber tragungsanlage, in der die akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform verwendet wird, dient;

Fig. 16 ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers, in dem eine zehnte Ausführungsform Verwendung fin det;

Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Satellitenrundfunk übertragungsempfängers, in dem eine elfte Aus führungsform Verwendung findet; und

Fig. 18 eine Darstellung der Frequenz/Dämpfungscharakteristik der elften Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvor richtung.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 eine erste Aus führungsform der Erfindung beschrieben. In Fig. 1, die eine Draufsicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung darstellt, ist ein Substrat 1 für die akustische Oberflächenwellenvorrichtung, ein Ausgangsinterdigitalwandler 2 und ein Eingangsinterdigitalwandler 3 gezeigt, wobei diese beiden Wandler auf dem Substrat ausgebildet sind. Außerdem sind die Ränder des Substrats mit einem Schallabsorptionsmittel 4 überzogen, um die Reflexion der Welle an den Endoberflächen des Substrats 1 zu unterdrücken. Auf beiden Seiten des Eingangsinterdigitalwandlers 3 ist ein Kurzstreifen-Reflektor 5 angeordnet. Die Eingangs- und Ausgangsinterdigitalwandler 3 und 2 sind vom Schlitzverbindungstyp.

Das Funktionsprinzip dieser Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Stärke (Amplitude) einer Erregerquelle für eine elastische akustische Oberflächenwelle aufgetragen. Fig. 2 zeigt schematisch die Impulsantwort von einem Standpunkt, der von den Orten der Interdigitalwandler verschieden ist. Die durch die durchgezogene Linie 6 gekennzeichnete Antwort stammt vom Eingangsinterdigitalwandler selbst (d. h. der Reflektor 5 ist nicht angeordnet), während die durch die un terbrochene Linie 7 gekennzeichnete Antwort von der aus dem Wandler und dem Reflektor 5 gebildeten Anordnung stammt. Der vom Eingangsinterdigitalwandler 3 erzeugte Impuls ist im Reflektor 5 eingeschlossen; ein Teil dieses Impulses wird vom Reflektor 5 hindurchgelassen und erreicht den Ausgangsinterdigitalwandler 2. Daher ist die Antwortzeit der in dieser Anordnung entstehenden Impuls antwortfolge (unterbrochene Linie 7) länger als die Antwortzeit der in der Anordnung ohne Reflektor 5 entstehenden Impulsantwortfolge (durchgezogene Linie 6). Daher ist die Anordnung des Reflektors 5 äquivalent zu einem Interdigitalwandler, dessen Gestalt entsprechend der gewünschten Länge der Anwortzeit ausgebildet worden ist. Da jedoch die Anzahl der Streifen des Interdigitalwandlers nicht erhöht wird, gibt es keinen Grund, die Schlitzbreite zwischen den Streifen zu verringern. Die erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellenvorrichtung besitzt daher eine kleine Größe und einen hervorragenden Randverlauf mit geringem Beugungseffekt (siehe Fig. 3).

In Fig. 3 ist die Frequenz/Dämpfungscharakteristik der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt; diese Ausführungsform wird als ZF-Filter eines in Japan eingesetzten Fernsehempfängers verwendet. In Fig. 3 kennzeichnet die Strichlinie 8 die Charakteristik des normalen ZF-Filters, während die Strichpunktlinie 10 die Charakteristik eines herkömmlichen ZF-Filters kennzeichnet, in dem die Anzahl der Streifenpaare des Wandlers erhöht worden ist, um den Randverlauf im Farbwechselbereich zu verbessern und um die Schlitzbreite klein zu machen, damit die Reflexion der rückgestrahlten Welle verringert wird. Im herkömm lichen ZF-Filter beträgt die Anzahl von Erregerquellen (Impulsen) des gewichteten Eingangsinterdigitalwandlers 150, die Schlitzbreite beträgt 750 µm, die Anzahl der Streifenpaare des normalen Ausgangswandlers ist 15, die Schlitzbreite ist 1500 µm, das Substrat der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung ist ein LiTaO₃-Substrat mit X-Schnitt- und einer um 112° gedrehten Y-Ausbreitung. Diese herkömmliche Struktur weist schwache Seitenzipfel- und Trap-(Dämpfungspol-)Eigenschaften auf, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die durchgezogene Linie 9 in Fig. 3 kennzeichnet die Filtercharakteristik der vorliegenden Erfindung. Die Anzahl der Paare der Erregerquellen des Eingangsinterdigitalwandlers 3 beträgt 60, die Schlitzbreite ist 1000 µm und die Anzahl der Wandlerstreifen im Reflektor 5 ist 20. Daher beträgt die Paarzahl des den Reflektor enthaltenden Eingangswandlers ungefähr 80, also im wesentlichen halb so viele wie im oben erwähnten herkömmlichen Filter (150). Die Anzahl der Paare des normalen Ausgangsinterdigitalwandlers und die Schlitzbreite sind gleich denen des herkömmlichen Wandlers. Die Gesamtlänge des Chips wird auf ungefähr 3/4 der Größe des herkömmlichen Chips verringert. Da die Schlitzbreite des Eingangsinterdigitalwandlers nicht schmäler gemacht wird, kann außerdem der Beugungseffekt unterdrückt werden, so daß eine hervorragende Bandüber schreitungscharakteristik erhalten werden kann. In Fig. 3 kennzeichnet P die Trägerfrequenz (58.75 MHz) des Videosignals, C die Zwischenträgerfrequenz des Farbwertsignals (55.17 MHz) und S die Zwischenträgerfrequenz des Tonsignals (54.25 MHz).

Aus der mittels der durchgezogenen Linie gekennzeichneten Charakteristik von Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Randverlauf und der Bandüberschreitungsverlauf zufriedenstellend sind, daß jedoch innerhalb des Frequenzbandes ein Brumm auftritt. Dieser Brumm wird durch Reflexion vom Reflektor 5 hervorgerufen.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben, in der die Reflexion unterdrückt wird.

In Fig. 4 ist ein Verfahren gezeigt zum Auffinden der Gesamtgröße (falls das Eingangssignal den Wert 1 erhält, ist der Reflexionskoeffizient Γ ) der reflektierten Welle für den Fall, in dem der Reflektor 5 auf beiden Seiten des Eingangsinterdigitalwandlers 3 angeordnet ist (wie in der schematischen Draufsicht im oberen Teil und in der äquivalenten Schaltung im unteren Teil von Fig. 4 erläutert ist). In Fig. 4 werden mit S die Streumatrixelemente des Interdigitalwandlers und des Reflektors (der Eingangskanal wird mit 1 und der Ausgangskanal mit 2 gekennzeichnet) und mit T₁ bzw. T₂ werden die Durch lässigkeitskoeffizienten zwischen dem Reflektor 5 und dem Eingangsinterdigitalwandler 3 bezeichnet. In Fig. 4 kennzeichnet der Index a den zum vorderen Reflektor gehörigen Wert, der Index b den zum Interdigitalwandler gehörigen Wert und der Index c den zum hinteren Reflektor gehörigen Wert. Das Ergebnis der Berechnung ergibt sich wie folgt:

Außerdem ist der Durchlässigkeitskoeffizient durch

gegeben. Die Bedingung zum Aufheben der reflektierten Wellen in der Nähe der Mittelfrequenz des Filters ist durch

gegeben. Es wird angenommen, daß jeder Wert der Streumatrix eine reelle Zahl ist (da in der Nähe der Mittelfrequenz sämtliche Phasen in die Ausdrücke von T₁, T₂ aufgenommen werden können), von sämtlichen Reflektoren und Interdigitalwandlern wird angenommen, daß sie die Reversibilitäts- und die Symmetrieeigenschaft (S₁₂=S₂₁, S₁₁ =S₂₂) besitzen, schließlich wird vom vorderen Reflektor und dem folgenden Reflektor angenommen, daß sie von gleicher Bauart sind und daß die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

wobei r der Reflexionskoeffizient und t der Durchlässigkeits koeffizient ist. Damit ist Gleichung (1) wie folgt gegeben:

Da die Dämpfung der Reflektoren und des Interdigitalwandlers gering ist, können wegen des Energieerhaltungssatzes die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

Damit ist Gleichung (8) wie folgt gegeben:

Da für Γ=0 keine Reflexion vorliegt, kann durch Lösen der quadratischen Gleichung

die folgende Beziehung erhalten werden:

Also ist durch die Bestimmung der Reflexionskoeffizienten des Interdigitalwandlers und der Reflektoren und durch Festlegen der Abstände zwischen den Mittelpunkten der Randstreifen des Interdigitalwandlers und den Mittelpunkt der Randstreifen der Reflektoren auf λ/4+λ n/2( g ist die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mittelfrequenz des Bandes, n ist eine natürliche Zahl), oder durch die Erfüllung der Bedingung T₁=T₂= e^±j ^π ^/2, die Unterdrückung der reflektierten Wellen möglich. Nun wird der Fall beschrieben, daß die akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung als ZF-Filter des Fernsehempfängers in Japan verwendet wird. Der Eingangsinterdigitalwandler wird von einer Festkörperelektrode normalen Typs gebildet, während auf beiden Seiten des Eingangsinterdigitalwandlers ein λ/4-Kurzstreifen-Reflektor vorgesehen ist. Die Anzahl der Paare von Erregerquellen des normalen Wandlers ist 15 (31 Wandlerstreifen), die An zahl der Reflektorstreifen ist 16. Der ausgangsseitige Interdigitalwandler besitzt einen Aufbau mit gewichteter Schlitzbreite und mit Schlitzverbindung, die Anzahl der Paare von Erregerquellen ist 60.5. Somit ergibt sich r _a =0.108 und r _b=0.054, so daß Gleichung (13) im wesentlichen erfüllt ist. Der Abstand im Reflektor und im Wandler ist 3/4λ (der Abstand der Mittelpunkte der Endstreifen des Wandlers).

In Fig. 5 ist die Frequenz/Dämpfungscharakteristik in der zweiten Ausführungsform gezeigt. Die durchgezogene Linie 11 zeigt den Dämpfungsbetrag. Aus Fig. 5 wird deutlich, daß die Reflexionscharakteristik im Frequenzband verbessert und der Brumm verringert wird. Somit kann mit der zweiten Ausführungsform ein Filter von kleiner Größe mit geringem Brumm in der Nähe der Mittelfrequenz und mit einem besseren Randverlauf geschaffen werden.

Also kann in der zweiten Ausführungsform die Brummcharakteristik in der Nähe der Mittelfrequenz durch Bestimmung des Reflexionskoeffizienten des Reflektors verbessert werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird der Unterdrückungsgrad der reflektierten Wellen verringert, so daß der Brumm ansteigt, wenn sich die Frequenz von der Mittelfrequenz wegbewegt. Das hat den Grund, daß die Phasendrehung von T₁ und T₂ so schnell ist, daß T₁, T₂= e^±j ^π ^/2= konstant nicht erfüllt ist, da die Abstände der Mittelpunkte der Streifen des Reflektors und des Inter digitalwandlers verschieden von 0 ist und somit die Reflexion plötzlich ansteigt, wenn die Frequenz von der Mittelfrequenz abweicht.

Mit der dritten Ausführungsform kann der oben erwähnte Nachteil beseitigt werden. Wenn r _a und r _b hinreichend klein gegen 1 sind, ergibt sich für Gleichung (13) nähe rungsweise

r _b≒2r _a (14)

Die durch die unterschiedlichen Impedanzeigenschaften des Kurzstreifen-Festkörperreflektors und des Festkörper interdigitalwandlers gegenüber der Oberflächenwelle bewirkte Reflexion oder die durch die geometrische Gestalt des Wandlers bestimmte Reflexion (MEL) kann wie folgt aufgedrückt werden:

Hierbei ist Z _r das Verhältnis der Ausbreitungsimpedanz bei Anwesenheit des Wandlers zur Ausbreitungsimpedanz bei Abwesenheit des Wandlers gegen die akustische Oberflächenwelle und N ist die Anzahl der Wandlerstreifen. Da im allgemeinen Z _r sehr nahe bei 1 liegt, kann es wie folgt gedrückt werden:

Z _r = 1+ε (ε<1) (16)

Damit ergibt sich für Gleichung (15) näherungsweise:

Wenn |Γ| sehr viel kleiner als 1 ist (N ist klein), vereinfacht sich Gleichung (17) zu

|Γ|≒N ε (18)

Wenn das Ergebnis von Gleichung (18) auf den Reflektor (Index a) und den Interdigitalwandler (Index b) angewendet und Gleichung (14) verwendet wird, kann die folgende Beziehung erhalten werden:

N _b ε≒2N _a ε
N _b≒2N _a (19)

Wenn daher die Anzahl der Wandlerstreifen hinreichend klein ist, wird das Verhältnis der Anzahl der Wandlerstreifen des Reflektors zur Anzahl der Wandlerstreifen des Interdigitalwandlers zu 1 : 2 gewählt, wodurch die Totalreflexion unterdrückt wird. Um beispielsweise im Inter digitalwandler die Reflexion eines Paars von Erregerquellen zu unterdrücken, werden einstreifige Reflektoren in einem Abstand von λ/4+λ n/2 (n ist eine natürliche Zahl) von der einen bzw. von der anderen Seite der Erregerquelle entfernt angeordnet. Wenn also n=1 ist, kann die Reflexion über einen weiten Frequenzbereich hinreichend unterdrückt werden.

Diese Wandlerstreifengruppe (ein Paar von Erregerquellen des Interdigitalwandlers und von einstreifigen Reflektoren (ein Satz)) wird als Grundeinheit betrachtet. Um die gewünschte Frequenzcharakteristik zu erzielen, wird eine Mehrzahl dieser Einheiten in der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle angeordnet. In Fig. 6 ist die Struktur der dritten Ausführungsform gezeigt. Der Interdigitalwandler 12 wird von einer Mehrzahl von Grundeinheiten gebildet, wobei in dem von einer unterbrochenen Linie umschlossenen Bereich 13 eine Grundeinheit enthalten ist. Die Grundeinheiten sind in Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle angeordnet. In dieser Struktur besteht bei der Reflexionscharakteristik des Reflektors das Problem, daß die äquivalente Reflexionsoberfläche leicht verschoben wird, da sich die MEL und RS überlagern. Dieses Problem kann mit der in Fig. 7 gezeigten Struktur der vierten Ausführungsform gelöst werden.

In Fig. 7 wird der zwischen den Grundeinheiten 13 A angeordnete Elektrodenstreifen d dazu verwendet, die RS-Komponente des Reflektors zu beseitigen. Durch die Schlitzform der Elektrode d kann die MEL-Komponente unterdrückt werden. Somit sind Reflektoren im Inneren des Interdigitalwandlers 12 vorgesehen. Nun wird der Fall beschrieben, in dem die akustische Oberflächenwellenvorrichtung, deren Eingangsinterdigitalwandler eine Struktur gemäß der vierten Ausführungsform besitzt, als ZF-Filter eines Fernsehempfängers in Japan verwendet wird. Als normaler Eingangsinterdigitalwandler wird ein Interdigitalwandler mit fünf miteinander verbundenen Grundeinheiten 13 a verwendet, während der Ausgangsinterdigitalwandler ein Wandler mit gewichteter Schlitzbreite und verbundenen Schlitzen ist. Die Schlitzbreite des normalen Eingangswandlers ist 1500 µm, die Anzahl der Erregerquellenpaare des Ausgangsinterdigitalwandlers ist 120, dessen Schlitzbreite ist 1000 µm. In Fig. 8 ist die Frequenz/ Dämpfungscharakteristik des Filters durch die durchgezogene Linie 14 gekennzeichnet. Da die reflektierten Wellen über einen weiten Frequenzbereich hinweg unterdrückt werden, wird der Brumm verringert. Gemäß der vierten Ausführungsform ist es daher möglich, ein akustisches Oberflächenwellenfilter mit kleiner Größe zu schaffen, dessen Randverlauf besser ist und bei dem der Brumm über einen weiten Frequenzbereich hinweg unterdrückt wird.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 die fünfte Aus führungsform beschrieben. In Fig. 9 ist schematisch die fünfte Ausführungsform der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung gezeigt. Relativ zum Ausgangs-(Eingangs-) Interdigitalwandler 2 ist ein Eingangs-(Ausgangs-)In terdigitalwandler 15 vorgesehen, auf dessen beiden Seiten wie in jeder Ausführungsform Reflektoren 5 angeordnet sind. Durch die derartige Anordnung der Reflektoren wird die Energie zwischen den Reflektoren gehalten, wodurch der Randverlauf verbessert wird. Da der Gütefaktor für die am Rand des Frequenzbandes befindlichen Frequenzen ansteigt, erhöht sich für diese Frequenzen gleichzeitig die Gruppenlaufzeit. Um die Gruppenlaufzeitcharakteristik glatt zu gestalten, ist es notwendig, die Phase der Gruppenlaufzeitcharakteristik des Interdigitalwandlers 15 voreilen zu lassen. In Fig. 10 ist die Gruppenlaufzeitcharakteristik der fünften Ausführungsform gezeigt. Die Strichlinie 16 kennzeichnet die Kurve ohne Reflektor, während die durchgezogene Linie die Kurve mit Reflektoren kennzeichnet. Aus diesen Kurven wird deutlich, daß die Gruppenlaufzeit innerhalb des gesamten Frequenzbandes konstant ist. Dies wird durch den Umstand herbeigeführt, daß die Länge m _i des Überlapps der Wandlerstreifen des Interdigitalwandlers 15 unterschiedlich ist in bezug auf die benachbarten Streifen auf verschiedenen Seiten eines bestimmten Streifens. Daher ist es mit der fünften Ausführungsform möglich, ein Hochleistungsfilter mit kleiner Größe, steilem Randverlauf und konstanter Gruppenlaufzeit zu schaffen.

Mit Bezug auf die Fig. 11 und 12 wird nun die sechste Ausführungsform beschrieben. Aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß mit der fünften Ausführungsform die Gruppenlaufzeit nicht vollständig konstant gemacht werden kann, so daß sich im Frequenzband ein Brumm ergibt. Der Grund hierfür besteht in der Tatsache, daß der Reflektor aus vielen Streifen ausgebildet ist, was die Einschließung der Energie in den Reflektoren bewirkt und eine in bezug auf die Zeitbasis unsymmetrische Gesamtimpulsantwort zur Folge hat. Um die Gruppenlaufzeit weiter zu glätten, ist eine vollständig reflektierende Oberfläche notwendig.

In Fig. 11 ist schematisch die akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform gezeigt. Gegenüber dem Ausgangs-(Eingangs-)Interdigitalwandler 2 ist ein Eingangs-(Ausgangs-)Interdigitalwandler 18 vorgesehen, an dessen anderem Ende wiederum ein Reflektor 19 angeordnet ist, der von einem Interdigitalwandler vom Schlitzverbindungstyp mit 0.5-Paar-Erregerquellen gebildet wird. Um einen hohen Reflexionskoeffizienten zu erhalten, wird die Kapazität der Wandlerstreifen mittels eines Induktivitätselementes 20 aufgehoben. Weil also ein hoher Reflexionskoeffizient erzielt werden kann, kann für den Reflektor vom Interdigitalwandlertyp selbst bei einer kleinen Anzahl von Paaren eine glatte Gruppenlaufzeit gewährleistet werden. Um eine weitere Einrichtung mit einer vollständig reflektierenden Oberfläche zu erhalten, kann an die Verwendung der Endoberfläche des Substrats gedacht werden, die oben beschriebene Einrichtung ist jedoch effektiver in bezug auf Probleme bei der Verarbeitungspräzision, dem Einritzen usw. In Fig. 13 ist anhand der durchgezogenen Linie 21 die Frequenz/Gruppenlaufzeitcharakteristik der sechsten Ausführungsform gezeigt. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die Glattheit der Charakteristik über das Frequenzband hinweg gegenüber derjenigen der fünften Ausführungsform verbessert ist. Somit kann die sechste Ausführungsform die Gruppenlaufzeitcharakteristik weiter verbessern.

Die siebte Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben. Der oben erwähnte Reflektor wird dazu verwendet, den Randverlauf an den Enden des Filterfrequenzbandes zu verbessern. Wenn der Reflexionskoeffizient des Reflektors zu groß oder zu klein ist, ist der Dämpfungsverlauf über das Frequenzband hinweg nicht glatt. Wenn die Phase der vom Reflektor reflektierten Wellen vom Optimalwert verschoben wird, steigt der Gütefaktor der von den gewünschten Frequenzen verschiedenen Frequenzen an, wodurch der Randverlauf und die Glattheit des Dämpfungs verlaufs innerhalb des Frequenzbandes verschlechtert werden. In Fig. 13 ist ein für diesen Fall geeignetes Verfahren zur Anpassung des Reflexionskoeffizienten des Reflektors gezeigt. Bei diesem Verfahren wird ein Schutzfilm wie etwa ein Fotolack lediglich auf einem für den Reflektor 5 benötigten Abschnitt (einer Stelle, die zurückbehalten werden soll) ausgebildet, geätzt und von einem Ende abgefräst, so daß ein nicht benötigter Abschnitt 22 beseitigt wird, wodurch der Reflexionskoeffizient angepaßt wird. In dieser Ausführungsform ist es möglich, die durch die Verschiebung der Reflexionscharakteristik hervorgerufene Verschlechterung der Frequenz charakteristik zu vermeiden, was eine höhere Ausbeute liefert.

Die achte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Anpassung der Phase der vom Reflektor reflektierten Welle. In Fig. 14 ist ein Verfahren zur Anpassung des Reflektors gemäß der achten Ausführungsform gezeigt. Der Reflektor 5 wird durch kurzgeschlossene Streifen gebildet. Die Kurzschlußbereiche werden der Reihe nach an den Punkten e mittels Fräseinrichtungen wie etwa einem Laserfräser oder einem Ultraschallfräser aufgeschnitten, um offene Streifen auszubilden und dadurch die Phase der reflektierten Welle anzupassen. Diese Ausführungsform ist zur Erhöhung der Ausbeute gut geeignet.

Die neunte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Anpassung der Frequenzcharakteristik einer Nachrichten übertragungsanlage, in deren Schaltungen die erfindungsgemäße, einen Reflektor 19 vom Interdigitalwandlertyp aufweisende akustische Oberflächenwellenvorrichtung verwendet wird. In Fig. 15 ist schematisch die neunte Aus führungsform gezeigt. Gegenüber dem Ausgangs-(Eingangs-) Interdigitalwandler 2 sind nacheinander ein Eingangs- (Ausgangs-)Interdigitalwandler 18 und der Reflektor 19 vom Interdigitalwandlertyp angeordnet. Zusätzlich ist außerhalb der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung ein variables Induktivitätselement 23 angeordnet, das mit dem Reflektor 19 vom Interdigitalwandlertyp elektrisch verbunden ist. Die Reflexionscharakteristik des Interdigitalwandlers kann durch Änderung des Anpassungs induktivitätswertes eingestellt werden. Daher wird der Wert der variablen Induktivität eingestellt, nachdem die erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellenvorrichtung in die Nachrichtenübertragungsanlage eingebaut worden ist. Bei dieser Ausführungsform kann mittels der in die Nachrichtenübertragungsanlage eingebauten akustischen Oberflächenwellenvorrichtung die Frequenzcharakteristik angepaßt werden.

Nun wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die in einer Nachrichtenübertragungsanlage verwendet wird. In Fig. 16 ist ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers gezeigt, bei dem die Erfindung in einer zehnten Ausführungsform Anwendung findet. Eine Eingangsklemme der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung 25 ist mit dem ZF-Ausgang einer Abstimmvorrichtung 24 verbunden, während die Ausgaben der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung 25 an eine Videosignalermittlungsschaltung 26 und an eine Audiosignal ermittlungsschaltung 27 geliefert werden. Die Charakteristik der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung 25 ist in Fig. 8 gezeigt. Die Auflösung der Bildwiedergabe kann durch Erhöhung des Farbtonpegels erhöht werden, während, wenn die erfindungsgemäße Technik zur Ver ringerung des Tonpegels verwendet wird, weder Farbüberlagerungen noch der 920-KHz-Takt beseitigt werden kön nen.

Die elfte Ausführungsform wird mit Bezug auf die Fig. 17 und 18 beschrieben. In Fig. 17 ist ein Blockschaltbild eines Satellitenrundfunkübertragungsempfängers, in dem die akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß der elften Ausführungsform eingebaut ist, gezeigt. Ein mittels einer Freiluftvorrichtung 28 auf eine niedrigere Frequenz umgewandeltes Signal wird über eine Leitung an eine Innenraumvorrichtung 29 geliefert. In der Innenraumvorrichtung 29 wird das Signal nochmals in eine niedrigere Frequenz ungewandelt, indem es mit dem Oszillatorsignal eines Oszillators 30 gemischt wird. Dieses umgewandelte Signal wird an ein zweites ZF-Filter oder eine erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellenvorrichtung 31 geliefert. Das Signal, das durch das zweite ZF-Filter hindurchgegangen ist, wird von einer Phasen regelkreis-Synchronermittlungsschaltung (PLL-Synchronermittlungsschaltung) 32 ermittelt, anschließend wird deren Ausgabe an eine Videosignalverarbeitungsschaltung 33 und an eine Audiosignalverarbeitungsschaltung 34 gelie fert.

In Fig. 18 ist die Frequenz/Dämpfungscharakteristik des zweiten ZF-Filters der elften Ausführungsform gezeigt. Die Strichlinie 36 zeigt die Kennlinie der herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung, während die durchgezogene Linie 35 die Kennlinie der erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenvorrichtung zeigt. Da die Charakteristik der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Signalfrequenzband treu reproduziert, wird das Signal nicht gestört, so daß die differentielle Verstärkungs charakteristik (DV) und die differentielle Phasencharakteristik (DP) verbessert werden. Da die Randbereiche der Kennlinie an den Enden des Frequenzbandes steil sind, kann außerdem das Rauschen in diesem Gebiet verringert werden, weshalb das S/R-Verhältnis erhöht werden kann.

Somit kann erfindungsgemäß ein Breitbandfilter mit steilem Randverlauf und ausgezeichneter Seitenzipfelcharakteristik erhalten werden, ohne daß die Chipgröße erhöht oder die Schlitzbreite des Interdigitalwandlers verringert wird, was niedrige Kosten für die Vorrichtung zur Folge hat.

Claims

1. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung mit auf einem Substrat (1) ausgebildeter Eingangsinterdigitalwandler einrichtung (3, 12, 15) und Ausgangsinterdigital wandlereinrichtung (2, 12), gekennzeichnet durch eine Reflektoreinrichtung (5) zur Reflexion einer durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung an die Eingangsinterdigitalwandlereinrichtung (3, 12, 15) erzeugten akustischen Oberflächenwelle, wobei die Reflektoreinrichtung (5) auf beiden Seiten wenigstens einer (3, 12, 15) der Eingangs- und Ausgangsinterdigital wandlereinrichtung vorgesehen ist.

2. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung (5) und wenigstens eine der Inter digitalwandlereinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie die Beziehung erfüllen, wobei r _a der Reflexionskoeffizient der Reflektoreinrichtung (5) und r _b der Reflexionskoeffizient der wenigstens einen Interdigitalwandlereinrichtung ist und wobei die Abstände der Mittelpunkte zwischen den Endstreifen der wenigstens einen Inter digitalwandlereinrichtung und den Endstreifen der Reflektor einrichtung (5) durch λ/4+n λ/2 gegeben sind, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bei der Mittenfrequenz der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung und n eine natürliche Zahl ist.

3. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entlang eines Durchlaßpfades der akustischen Oberflächenwelle eine Mehrzahl von Strukturgrundeinheiten (13, 13 A), von denen jede wenigstens eine der Inter digitalwandlereinrichtungen und einen Satz von Reflektor einrichtungen (5) aufweist, vorgesehen ist, und wenigstens eine (12) der Interdigitalwandlereinrichtungen parallel geschaltet ist.

4. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß r _b =2r _a erfüllt ist.

5. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Interdigitalwandlereinrichtung als Festkörperwandler, der aus zwei Wandlerstreifen gebildet ist, aufgebaut ist und die Reflektoreinrichtung aus einem einzelnen Wandlerstreifen aufgebaut ist, wobei die Breite des Wandlerstreifens der Reflektor einrichtung gleich der Breite eines Streifens der wenigstens einen Interdigitalwandlereinrichtung ist.

6. Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlapplänge der Streifen der wenigstens einen Inter digitalwandlereinrichtung asymmetrisch ausgebildet ist in bezug auf in Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle benachbarte Streifen auf verschiedenen Seiten eines bestimmten Streifens.

7. Verfahren zur Herstellung einer akustischen Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung (5) schrittweise vom Ende her abgefräst wird, um deren Reflexionskoeffizienten oder die Phase der reflektierten Welle so zu ändern, daß eine gewünschte Frequenzcharakteristik erhalten wird.

8. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage als Filter eingebaut ist.

9. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage als ZF-Filter zwischen der ZF-Ausgabe einer Ab stimmvorrichtung (24) und einer Ermittlungsschaltung (26, 27) eines Fernsehempfängers vorgesehen ist, um den Tonträgerfrequenzpegel zu unterdrücken und um den Farbtonträgerfrequenzpegel zu erhöhen.

10. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage vorgesehen ist und als ein zweites ZF-Filter in einer Innenraumvorrichtung (29) eines Satellitenrund funkübertragungsempfängers verwendet wird.

11. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung mit auf einem Substrat (1) ausgebildeter Eingangsinterdigitalwandlereinrichtung (18) und Ausgangsinterdigitalwandler einrichtung (2) gekennzeichnet durch eine Reflektoreinrichtung zur Reflexion einer durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung an die Ein gangsinterdigitalwandlereinrichtung (18) erzeugten akustischen Oberflächenwelle, wobei die Reflektoreinrichtung (19) auf einer Seite einer (18) der Eingangs- und Ausgangsinterdigitalwandlereinrichtungen vorgesehen und mit einem Induktivitätselement (20, 23) verbunden ist.

12. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung (19) ein Reflektor vom Interdigitalwandlertyp ist.

13. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Element (23) eine variable Induktivität be sitzt.

14. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlapplänge der Streifen der wenigstens einen (18) der Interdigitalwandlereinrichtungen eine Asymmetrie aufweist in bezug auf in Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle benachbarte Streifen auf verschiedene Seiten eines bestimmten Streifens.

15. Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wandlerstreifen der Reflektoreinrichtung (19) vom Interdigitalwandlertyp ein Schlitz vorgesehen ist.

16. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage als Filter verwendet wird.

17. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage als ZF-Filter zwischen einer ZF-Ausgabe einer Ab stimmvorrichtung (24) und einer Ermittlungsschaltung (26, 27) in einem Fernsehempfänger vorgesehen ist, um den Tonträgerfrequenzpegel zu unterdrücken und um den Farbtonträgerfrequenzpegel zu erhöhen.

18. Akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in den Schaltungen einer Nachrichtenübertragungsanlage vorgesehen ist und als ein zweites ZF-Filter in einer Innenraumvorrichtung (29) eines Satellitenrund funkübertragungsempfängers verwendet wird.

19. Verfahren zur Anpassung einer die akustische Oberflächenwellenvorrichtung gemäß Anspruch 13 in ihren Schaltungen als Filter verwendenden Nachrichten übertragungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivitätswert geändert wird, um den Reflexions koeffizienten der Reflektoreinrichtung oder die Phase der reflektierten Welle zu ändern, damit eine gewünschte Frequenzcharakteristik erzielt wird.