DE69005115T2

DE69005115T2 - Akustische oberflächenwellenverzögerungsleitung mit anzapfungen und gerät mit einer solchen verzögerungsleitung.

Info

Publication number: DE69005115T2
Application number: DE90910502T
Authority: DE
Inventors: Stephen Barber; Alexander Birkett; Thomas Cameron; Paul Kennard; Mark Suthers; Barry Syrett
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: EP0482033B1; CA1310079C; WO1991001593A1; DE69005115D1; EP0482033A1; US5051709A; JPH05503611A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine angezapfte akustische Oberflächenwellen-(SAW-) Bauteil-Verzögerungsleitung und auf eine Einrichtung, insbesondere einen Entzerrer für ein digitales Mikrowellen-Funk-Signalübertragungssystem, das eine derartige Verzögerungsleitung enthält.

Ausgangspunkt der Erfindung

Es ist gut bekannt, akustische Oberflächenwellenbauteile zu Filterzwecken in Mikrowellen-Funkübertragungssystemen zu verwenden. Mit zunehmenden Kapazitäten derartiger Systeme wurden sehr strenge Anforderungen an die Konstruktion und Herstellung derartiger akustischer Oberflächenwellenbauteile gestellt, so daß sie inzwischen sehr hoch entwickelt sind. Beispielsweise beschreibt und beansprucht das US-Patent 4 814 658 vom 21. März 1989 mit dem Titel 'SAW DEVICE WITH CONTINUOUS FINGER PATTERN' eine hochentwickelte Form eines SAW-Bauteils, das insbesondere für Filterzwecke im Mikrowellen-Hochfrequenzsystemen brauchbar ist, wobei auch weiterhin frühere Entwicklungen, die in einem derartigen SAW-Bauteil verwirklicht sind, beschrieben sind.
Zusätzlich zu Filtern schließen Mikrowellen-Funksysteme andere Schaltungen, wie z.B. Entzerrer ein, bei denen sich Vorteile durch den Einsatz geeigneter SAW-Bauteile ergeben. Insbesondere schließt ein Mikrowellen-Funkempfänger fast immer eine ATDE (automatische Zeitbereichs-Entzerrereinrichtung) ein, die ein Transversalfilter mit einer angezapften Verzögerungsleitung enthalten kann.
In üblichen Empfängern von Mikrowellen-Funksystemen, die QAM (Quadratur-Amplitudenmodulation, bei der Signale auf zwei mit den Buchstaben I und Q bezeichneten Trägersignalkomponenten in Phasenquadratur moduliert sind) verwenden, wurde die ATDE typischerweise im Basisband vorgesehen, und zwar relativ getrennt für die I- und Q-Komponenten. Dies hat eine Verdoppelung vieler Teile der ATDE für die I- und Q-Komponenten erforderlich gemacht. Dies stellt einen besonderen Nachteil für ATDE's mit Verzögerungsleitungen mit einer großen Anzahl von Anzapfungen dar, die in zunehmenden Maße mit zunehmender Kapazität des Funksystems erforderlich werden.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es möglich, eine ATDE in den Zwischenfrequenzstufen (typischerweise 70 MHz) des Funkempfängers vorzusehen. Bei einer derartigen Zwischenfrequenz-ATDE mußte die angezapfte Verzögerungsleitung bisher durch eine Reihe von konzentrierten Verzögerungselementen gebildet werden, die raum- und kostenaufwendig sind und die durch erfahrene Personen abgelichen werden mußten. Diese Faktoren werden umso mehr nachteilig, je größer die Anzahl der Anzapfungen der Verzögerungsleitung wird.
Es ist daher wünschenswert, die Reihe von konzentrierten Verzögerungselementen durch eine angezapfte Verzögerungsleitung zu ersetzen, die durch ein SAW-Bauteil gebildet ist, das für einen Betrieb bei der Zwischenfrequenz geeignet ist. Die Eigenart und Eigenschaften von SAW-Bauteilen, von denen einige weiter unten erläutert werden, machen es jedoch sehr schwierig, ein SAW-Bauteil zu schaffen, das die strengen Anforderungen erfüllt, die sich bei einem eine hohe Kapazität aufweisenden Mikrowellen-Funksystem ergeben.
In einem Artikel von Carl M. Panasik et al. mit dem Titel 'A 32 TAP DIGITALLY CONTROLLED PROGRAMMABLE TRANSVERSAL FILTER', 1988 Ultrasonics Symposium, Seiten 151 bis 154, ist ein digital gesteuertes programmierbares Transversalfilter (DCPTF) beschrieben, das ein SAW-Bauteil verwendet, das eine Verzögerungsleitung mit 32 Anzapfungen ergibt. Das DCPTF ist zur Verwendung als ein Bandpaßfilter mit einer programmierbaren Mittelfrequenz und Bandbreite bestimmt. Ein Hochfrequenzsignal wird einem Eingangs-IDT (inter-digitaler Wandler) des SAW- Bauteils zugeführt, und die resultierende akustische Oberflächenwelle, die sich in Richtung auf 32 sequentiell mit Abstand angeordnete Ausgangs-IDT's ausbreitet, führt zu verschiedenartig verzögerten 'Kopien' des Eingangssignals an den Ausgangsanzapfungen. Diese werden durch jeweilige Anzapf- Bewertungssteuerverstärker bewertet, die jeweils durch ein in Segmente unterteiltes Dual-Gate-Feldeffekttransistorpaar mit binär skalierten Verstärkungen gebildet sind, die für positive und negative Polaritäten dupliziert sind und deren Ausgänge summiert werden, um ein in programmierbarer Weise gefiltertes Signal zu erzeugen.
Obwohl diese Veröffentlichung eine angezapfte SAW- Verzögerungsleitung beschreibt, ist dieses Bauteil für die Verwendung in einem Zwischenfrequenz-ATDE der beschriebenen Art in einem Mikrowellen-Funkempfänger im Hinblick auf die strengen Anforderungen an diesen nicht geeignet. Hierfür gibt es eine Anzahl von Gründen, die sich aus der Art und den Eigenschaften von SAW-Bauteilen ergeben. Abgesehen von Betrachtungen hinsichtlich der Reflektionen, die in dem vorstehend genannten Patent von Suthers et al. berücksichtigt werden, beziehen sich spezielle wesentliche Faktoren bezüglich einer angezapften SAW-Verzögerungsleitung auf akustische Regeneration an den Ausgangs-IDT's und Reflektionen zwischen diesen IDT's.
Eine akustische Rückkopplung an jeder IDT tritt dadurch auf, daß eine einfallende akustische Oberflächenwelle eine Spannung längs der IDT erzeugt, die ihrerseits akustische Oberflächenwellen regeneriert, die sich von der IDT in beiden Richtungen ausbreiten, wobei diese regenerierten akustischen Oberflächen auf benachbarte IDT's auftreffen. Reflektionen zwischen den IDT's entstehen dadurch, daß die Massen- und elektrische Belastung (MEL), die von den IDT-Fingern auf das Substrat des SAW-Bauteils ausgeübt wird, Impedanzdiskontinuitäten und damit SAW-Reflektionen an den Fingerkanten hervorruft. Innerhalb der einzelnen IDT's können diese Reflektionen selbstaufhebend dadurch gemacht werden, daß gespaltene Fingerpaare verwendet werden, wie dies beim Stand der Technik bekannt ist, dies ist jedoch bei einem Zwischenfrequenz-ATDE-SAW-Bauteil aufgrund von Reflektionen zwischen den Ausgangs-IDT's nicht möglich. Dies ergibt sich daraus, daß der Fingerabstand oder die Teilung durch die Mittenfreguenz (d.h. die Zwischenfreguenz) bestimmt ist, bei der das SAW-Bauteil arbeiten soll, während der Abstand oder die Teilung der Ausgangs-IDT's gleich dem Inversen der Symbolrate des Mikrowellen-Funksystems sein muß, die im allgemeinen in keiner Beziehung zu dieser Mittenfreguenz steht.
Es ist weiterhin aus dem US-Patent 3 715 674 auf den Namen Bahr vom 6. Februar 1973 mit dem Titel 'ELECTRICALLY CONTROLLED REFLECTION OF ACOUSTIC SURFACE WAVES' bekannt, einen SAW-Impuls von einem ersten Wandler auszusenden und ihn an einem zweiten Wandler zu reflektieren, wobei der zweite Wandler mit einer Schaltung verbunden ist, die elektrisch gesteuert ist, um den zweiten Wandler für eine nahezu perfekte Reflektion oder zur Vergrößerung der Reflektion durch Schaffung eines negativen Widerstandes abzustimmen. Eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten zweiten Wandlern, die jeweils so abgestimmt sind, kann vorhanden sein, um eine variable akustische Verzögerung zu erzielen. Eine derartige Anordnung ist keine angezapfte SAW- Verzögerungsleitung, und sie arbeitet vielmehr so, daß sie Reflektionen der akustischen Oberflächenwelle durch den Wandler fördert, anstatt diese zu beseitigen.
Ein Ziel dieser Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte angezapfte SAW-Verzögerungsleitung zu schaffen, die besonders für die Verwendung in einer Zwischenfrequenz-ATDE eines Mikrowellen-Funkempfängers geeignet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß dieser Erfindung wird eine angezapfte SAW- (akustische Oberflächenwellen-)Bauteil-Verzögerungsleitung geschaffen, die folgende Teile umfaßt: ein SAW-Bauteil, das einen ersten IDT (interdigitaler Wandler) und eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's einschließt, die für eine Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT's mit jeweiligen Ausbreitungsverzögerungen angeordnet sind, die voneinander mit einer vorgegebenen Teilung abweichen, wobei die Verzögerungsleitung durch Einrichtungen gekennzeichnet ist, die jeden der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abschließen.
Dieser eine niedrige Impedanz aufweisende Abschluß macht die akustische Regeneration von akustischen Oberflächenwellen durch die zweiten IDT's zu einem Minimum. Dies steht in deutlichem Gegensatz zu der Anordnung, die in der vorstehend genannten Veröffentlichung von Panasik et al. beschrieben ist, bei der die FET-Anzapfungsbewertungs-Steuerverstärker einen eine relativ hohe Impedanz aufweisenden Abschluß für die Anzapf-IDT's darstellen.
Vorzugsweise umfassen die die zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz abschließenden Einrichtungen eine Mehrzahl von Pufferverstärkern, die jeweils einen Eingang mit einer niedrigen Eingangsimpedanz aufweisen, der mit einem jeweiligen der zweiten IDT's gekoppelt ist. In vorteilhafter Weise weist jeder Pufferverstärker eine Eingangsimpedanz in der Größenordnung von 10 Ohm (beispielsweise 12,5 Ohm bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung) oder weniger auf. Vorzugsweise umfaßt jeder Pufferverstärker einen Eingangstransformator für eine Impedanzanpassung.
Die zweiten IDT's sind vorzugsweise benachbart zueinander auf zumindestens einer Seite des ersten IDT angeordnet, wobei das SAW-Bauteil geerdete Blindfinger zwischen benachbarten der zweiten IDT's einschließt. Die geerdeten Blindfinger zwischen benachbarten der zweiten IDT's können eine unterschiedliche Breite und einen unterschiedlichen Abstand von Fingern der zweiten IDT's aufweisen, um ein im wesentlichen konstantes Metallisierungsverhältnis in den zweiten IDT's und zwischen diesen aufrechtzuerhalten. Hierdurch wird eine im wesentlichen konstante Verzögerungsperiode zwischen benachbarten der zweiten IDT's aufrechterhalten und Reflektionen aufgrund der MEL (Massen- und elektrische Belastung) werden zu einem Minimum gemacht.
Wünschenswerterweise umfaßt der erste IDT einen apodisierten IDT, dessen Apodisierungsmuster eine gewünschte Filterfunktion ergeben kann, und jeder der zweiten IDT's umfaßt einen nichtapodisierten IDT, so daß eine Vereinfachung und wesentliche Identität der zweiten IDT's erleichtert wird.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen Entzerrer, der folgende Teile umfaßt: eine angezapfte SAW- (akustische Oberflächenwellen-)Bauteil-Verzögerungsleitung mit einem SAW- Bauteil, das einen ersten IDT (interdigitalen Wandler) und eine Vielzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's einschließt, die für eine Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT's angeordnet sind, wobei jeweilige Ausbreitungsverzögerungen voneinander mit einer vorgegebenen Teilung abweichen; Einrichtungen zur Ankopplung eines zu entzerrenden Signals an den ersten IDT; eine Vielzahl von Pufferverstärkern, die jeweils einen mit einem jeweiligen der zweiten IDT's gekoppelten Eingang aufweisen; Einrichtungen zur Bewertung der Ausgänge der Pufferverstärker in Abhängigkeit von jeweiligen Entzerrerkoeffizienten zur Erzeugung jeweiliger bewerteter Signale; und Einrichtungen zur Summierung der bewerteten Signale zur Erzeugung eines entzerrten Signals; wobei der Entzerrer dadurch gekennzeichnet ist, daß die Pufferverstärker jeweils eine niedrige Eingangsimpedanz aufweisen, wodurch jeder der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abgeschlossen wird.
Vorzugsweise umfassen die Bewertungseinrichtungen Multiplizierer, jeweils zur Multiplikation eines Ausganges eines Pufferverstärkers mit einem jeweiligen Entzerrerkoeffizienten.
Bei einem derartigen Entzerrer umfaßt die angezapfte SAW- Bauteil-Verzögerungsleitung 2n+1 zweite IDT's und 2n+1 Pufferverstärker, worin n eine ganze Zahl ist, und die Multiplizierer umfassen 2n Multiplizierer für jedes der beiden Phasenquadratursignalkomponenten des zu entzerrenden Signals. Die Einrichtungen zur Summierung der bewerteten Signale umfassen zweckmäßigerweise einen Verstärker, der einen Eingang mit einer niedrigen Eingangsimpedanz aufweist, und eine Vielzahl von Widerständen, die jeweils ein jeweiliges bewertetes Signal dem Eingang des Verstärkers zuführen.
Die Erfindung ergibt weiterhin einen Entzerrer, der folgende Teile umfaßt: eine angezapfe SAW- (akustische Oberflächenwellen-)Bauteil-Verzögerungsleitung mit einem SAW- Bauteil, das einen ersten IDT (interdigitalen Wandler) und eine Vielzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's einschließt, die für eine Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT mit jeweiligen Ausbreitungsverzögerungen angeordnet sind, die voneinander mit einer vorgegebenen Teilung abweichen, wobei der Entzerrer durch Einrichtungen zur Bewertung eines zu entzerrenden Signals in Abhängigkeit von jeweiligen Entzerrerkoeffizienten zur Erzeugung jeweiliger bewerteter Signale; eine Vielzahl von Verstärkern, die jeweils ein jeweiliges der bewerteten Signale mit einem jeweiligen der zweiten IDT's koppeln, wobei jeder Verstärker eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist, wodurch jeder der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abgeschlossen ist, und Einrichtungen zur Ableitung eines entzerrten Signals von dem ersten IDT gekennzeichnet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird weiter aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich, die lediglich schematisch und diagrammartig sind und in denen:
Fig. 1 eine bekannte Form einer Zwischenfrequenz-ATDE für einen Mikrowellen-Funkempfänger zeigt,
Fig. 2 eine Zwischenfreguenz-ATDE unter Verwendung einer angezapften SAW-Bauteil- Verzögerungsleitung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt,
Fig. 3 IDT's des SAW-Bauteils nach Fig. 2 zeigt,
Fig. 4 eine Anordnung von zwei benachbarten Ausgangs- IDT's des SAW-Bauteils nach Fig. 2 zeigt,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht von IDT-Fingern ist, wobei der Schnitt entlang der Linie V-V nach Fig. 4 verläuft,
Fig. 6 u. 7 ähnlich der Fig. 4 von alternativen Ausgangs- IDT-Fingeranordnungen sind,
Fig. 8 u. 9 alternative Formen eines eine niedrige Eingangsimpedanz aufweisenden Pufferverstärkers der Zwischenfreguenz-ATDE nach Fig. 2 zeigen,
Fig. 10 einen Summierverstärker und zugehörige Widerständes der Zwischenfreguenz-ATDE nach Fig. 2 zeigt, und
Fig. 11 eine weitere Form einer Zwischenfreguenz-ATDE unter Verwendung einer angezapften SAW-Bauteil- Verzögerungsleitung gemäß dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 1 ist eine bekannte Form einer ATDE (automatischen Zeitbereichs-Entzerrereinrichtung) für einen QAM-Mikrowellen- Funkempfänger zur Entzerrung der I- und Q-Komponenten bei einer Zwischenfreguenz des Empfängers gezeigt. Fig. 1 zeigt weiterhin ein Zwischenfrequenz-Formungsfilter 10, das einen Teil der Zwischenfrequenzschaltungen bildet und über das ein Eingangs- Zwischenfrequenzsignal der ATDE zugeführt wird. Die ATDE besteht aus einem Eingangspufferverstärker 12, einem Transversalfilter 14 und einer Quadratur-Hybridschaltung oder Signalkombinierer 16, der ein entzerrtes Zwischenfrequenz-Ausgangssignal für eine nachfolgende Demodulation erzeugt. Das Transversalfilter 14 umfaßt eine angezapfte Verzögerungsleitung mit 2n gleichen konzentrierten Verzögerungselementen 18, die jeweils eine Verzögerung von T ergeben, die den inversen Wert der Symbolrate des Mikrowellen-Funkübertragungssystems hat, wobei n eine ganze Zahl ist, 2n Multiplizierer 20, die mit jeweiligen Anzapfungen der Verzögerungsleitung gekoppelt sind, um Signalkomponenten von diesen Anzapfungen mit jeweiligen I-Komponenten- Entzerrungskoeffizienten I-n bis I+n zu multiplizieren, einen Summierverstärker 24 zur Summierung der Ausgänge der Multiplizierer 20 und einer Mittelanzapfungs-Signalkomponente an einer Leitung 22 zur Erzeugung eines I-Komponentensignals für die Quadratur-Hybridschaltung 16, 2n Multiplizierer 26, die in in ähnlicher Weise mit den Multiplizierern 20 gekoppelt. sind, um die Signalkomponenten von diesen Anzapfungen mit jeweiligen Q- Komponenten-Entzerrungskoeffizienten Q-n bis Q+n zu multiplizieren, und einen Summierverstärker 28 zum Summieren der Ausgänge der Multiplizierer 26 zur Erzeugung eines Q-Komponentensignals für die Quadratur-Hybridschaltung 16. Die Entzerrerkoeffizienten werden von einer nicht-gezeigten Steuerschaltung erzeugt und automatisch auf den neuesten Wert gebracht.
Wie dies bereits erwähnt wurde, weist eine derartige Form einer ATDE den Nachteil der Verwendung von einen großen Raum- und Kostenaufwand aufweisenden konzentrierten Elementen für die Verzögerungsleitung auf, wobei diese Elemente weiterhin einen Abgleich durch erfahrene Personen erfordern. Dieser Nachteil vergrößert sich mit dem Wert der ganzen Zahl n.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 2 zeigt eine Zwischenfreguenz-ATDE mit einer angezapften SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, bei der dieser Nachteil des Standes der Technik im wesentlichen beseitigt ist. Zusätzlich ist hier zu erkennen, daß die ATDE nach Fig. 2 den Fortfall des diskreten Zwischenfrequenz-Formungsfilters 10 nach der Anordnung nach Fig. 1 ermöglicht, weil die Filterfunktion dieses Filters in dem Apodisierungsmuster des apodisierten IDT in dem in Fig. 2 verwendeten SAW-Bauteils ausgeführt werden kann, wie dies weiter unten beschrieben wird.
In der Zwischenfrequenz-ATDE nach Fig. 2 wird die angezapfte Verzögerungsleitung durch ein SAW-Bauteil 30 mit 2n+1 angezapften Ausgangs-IDT's 32 gebildet, die mit jeweiligen von 2n+1 einen niedrige Eingangsimpedanz (Zin) aufweisenden Pufferverstärkern 34 gekoppelt sind, wie dies nachfolgend weiter beschrieben wird. Ein Eingangs-Zwischenfrequenzsignal wird einem apodisierten Eingangs-IDT 36 des SAW-Bauteils 30 über einen eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweisenden Pufferverstärker 38 und eine wahlweise Serienschaltung aus einem Abgleichwiderstand 40 und einer Abgleichinduktivität 42 zugeführt. Die Ausgänge der Pufferverstärker 34, die mit jeweiligen I- und Q-Komponenten-Koeffizienten in Multiplizierern 44 ähnlich den Multiplizierern 20 und 26 nach Fig. 1 multipliziert werden, erzeugen Ströme, die über Widerstände 46 und eine niedrige Eingangsimpedanz aufweisende Summierverstärker 48 und 50 für die I- bzw. Q-Signalkomponenten summiert werden, deren Ausgänge in einer Quadratur-Hybridschaltung 52 kombiniert werden, um ein entzerrtes Zwischenfreguenz-Ausgangssignal zu erzeugen.
Fig. 3 zeigt in größerer Einzelheit die Form der IDT's 32 und 36 des SAW-Bauteils 30. Der Eingangs-IDT 36 ist ein apodisierter IDT mit einer angesteuerten leitenden Schiene 54, einer geerdeten leitenden Schiene 56, einem Apodisierungsmuster mit einer Achse, die durch eine strichpunktierte Linie 58 gezeigt ist, die die Form eines V aufweist, das sich von den Enden der angesteuerten Schiene 54 erstreckt, und geerdete vordere und hintere sich verjüngende, eine Reflektion unterdrückende Blindfingerbereiche 60 bzw. 62 aufweist, wobei alles dies die Form aufweist, wie es von dem vorstehend genannten Patent von Suthers et al. bekannt ist. Wie dies weiter unten ausführlicher unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird, sind die 2n+1 Ausgangs-IDT's 32 nicht-apodisierte IDT's, die alle im wesentlichen identisch zueinander sind, mit einer gemeinsamen geerdeten leitenden Schiene 64, die von der geerdeten Schiene 56 getrennt ist, um eine Isolation zwischen den Eingängen und Ausgängen des SAW-Bauteils zu erzielen, und mit jeweiligen Ausgangsverbindungen, die in Fig. 3 mit 1 bis 2n+1 bezeichnet sind. Die IDT's 32 sind mit Abstand voneinander mit einer Teilung angeordnet, die der Symbolrate entspricht; mit anderen Worten heißt dies, daß der Abstand der IDT's 32 derart ist, daß eine akustische Oberflächenwelle, die sich von dem Eingangs- IDT 36 aus ausbreitet, aufeinanderfolgende Ausgangs-IDT's 32 nach aufeinanderfolgenden Verzögerungen T erreicht. Geerdete Blindfinger sind in den Bereichen 66 zwischen benachbarten Ausgangs-IDT's 32 angeordnet, und geerdete, sich verjüngende Reflektionsunterdrückungsbereiche 68 sind benachbart zu den an den Enden liegenden Ausgangs-IDT's 32 vorgesehen, die mit 1 und 2n+1 beziffert sind, wobei der erstere Bereich die Verjüngung der Finger 60 in der Weise komplementär ergänzt, wie dies in dem vorstehend genannten Patent von Suthers et al. beschrieben ist.
Fig. 4 zeigt mehr im einzelnen die Anordnung der beiden benachbarten Ausgangs-IDT's 32; die geerdeten leitenden Schienen 64 hiervon können getrennt sein, wie dies durch die voll ausgezogenen Linien gezeigt ist, wobei sie in diesem Fall extern miteinander verbunden sein können, oder sie können durchgehend sein, wie dies durch die strichpunktierten Linien in Fig. 4 gezeigt ist. Die Ausgangsschienen sind in Fig. 4 mit 70 bezeichnet.
In Fig. 4 ist jeder IDT 32 so gezeigt, als ob er sich über eine Strecke von 2,5 Wellenlängen λ der akustischen Oberflächen le erstreckt, wobei Paare von ineinander verschränkten Fingern 72 sich abwechselnd von den geerdeten und Ausgangsschienen erstrecken. Jeder Finger 72 und jeder Spalt zwischen zwei benachbarten Fingern 72 weist eine Breite von λ/8 auf, so die IDT's damit ein Metallisierungsverhältnis von 0,5 aufweisen. Aus bereits erwähnten Gründen ist der Teilungs- oder Mittelpunktsabstand P der IDT's 32 und damit der Abstand d zwischen benachbarten IDT's 32 nicht allgemein ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2, so daß die geerdeten Blindfinger 74 in Bereichen 66 zwischen den IDT's eine andere Breite und/oder einen anderen Abstand als die Finger 72 der IDT's aufweisen müssen. Die Breiten dieser Finger 74 und die Spalte zwischen diesen sind so ausgewählt, daß sie ebenfalls ein Metallisierungsverhältnis von im wesentlichen 0,5 aufweisen, um die im wesentlichen konstante akustische Oberflächenwellen- Geschwindigkeit und damit eine im wesentlichen konstante Verzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Ausgangs-IDT's 32 aufrechtzuerhalten.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der Finger 72 und 74 über eine Teilungsperiode P auf der Linie V-V nach Fig. 4 auf dem Substrat 76 des SAW-Bauteils 30 und zeigt klarer die unterschiedlichen Breiten der Finger 72 und 74 und der Spalte zwischen diesen. In Fig. 5 sind die mit dem Ausgang des jeweiligen IDT's verbundenen Finger 72 ohne Schraffur gezeigt, während mit der geerdeten Schiene 64 verbundene Finger 72 in der gleichen Richtung wie das Substrat 76 schraffiert gezeigt sind, und die geerdetern Blindfinger 74 sind mit entgegengesetzter Schraffur gezeigt.
Die Figuren 6 und 7 zeigen in der gleichen Weise wie in Fig. 5 alternative Anordnungen, bei denen sich jeder IDT 32 über eine geringere Strecke von 2 bzw. 1,5 Wellenlängen λ erstreckt, wobei die Anzahl der geerdeten Blindfinger 74 und der Abstand d entsprechend ansteigt. In jedem Fall werden die Teilung P und das Metallisierungsverhältnis von 0,5 konstant gehalten.
Die vorstehend beschriebenen Anordnungen der Ausgangs-IDT's 32 verringern das Problem der Reflektionen aufgrund von MEL, wie es in der Einleitung erläutert wurde, auf einen niedrigen Wert. Das Problem der akustischen Regeneration an den Ausgangs-IDT's 32, das ebenfalls in der Einleitung erläutert wurde, wird durch den Abschluß jedes der Ausgangs-IDT's 32 mit einer niedrigen Impedanz verringert, die sich aus der niedrigen Eingangsimpedanz der Pufferverstärker 34 ergibt, mit denen alle Ausgangs-IDT's 32 gekoppelt sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Insbesondere ist jeder Ausgangs-IDT 32 mit einer Impedanz abgeschlossen, die so niedrig wie möglich ist, während gleichzeitig ein übermäßiger Einfügungsverlust für das SAW- Bauteil vermieden wird. Der Einfügungsverlust des SAW-Bauteils steigt mit abnehmender Abschlußimpedanz an, weil weniger Energie an die Ausgänge übertragen wird, doch verringert die Fehlanpassung an den Ausgangs-IDT's den Pegel der akustischen Regeneration. In der Praxis muß ein Kompromiß für den Abschluß jedes Ausgangs-IDT's 32 zwischen einer Impedanz, die so klein wie möglich ist, beispielsweise weniger als ungefähr 10 Ohm, um eine minimale akustische Regeneration zu erzielen, und einer höheren Impedanz für einen verringerten Einfügungsverlust erreicht werden. Eine Impedanz von ungefähr 12,5 Ohm hat sich für ein SAW-Bauteil mit Ausgangs-IDT's 32 gemäß den Fig. 4 und 5 als annehmbar herausgestellt.
Zu diesem Zweck zeigt Fig. 8 eine bevorzugte Ausführungsform jedes Pufferverstärkers 34. Der in Fig. 8 gezeigte Pufferverstärker umfaßt einen Verstärker 80 mit Differenzeingängen mit einer Eingangsimpedanz von 50 Ohm, die mit der Sekundärwicklung eines Transformators oder Symmetrierübertragers 82 gekoppelt sind, dessen Primärwicklung zwischen dem Ausgang des jeweiligen Ausgangs-IDT's 32 und Erde angeschaltet ist. Der Transformator 82 ist ein kleiner, einen Ferritkern aufweisender bifilar gewickelter Transformator mit lediglich einigen wenigen Windungen, die ein Windungsverhältnis von 2:1 und damit ein Impedanzverhältnis von 4:1 aufweisen, um eine Abschlußimpedanz von 12,5 Ohm an dem IDT 32 zu liefern. Der Verstärker 80 kann eine Transistor-Eingangsstufe in Emitterschaltung aufweisen und er weist eine Ausgangsimpedanz von 75 Ohm auf.
Eine alternative Ausführungsform für jeden Pufferverstärker 34 ist in Fig. 9 gezeigt; dies hat den Vorteil, daß die Verstärker 34 möglicherweise direkt mit dem SAW-Bauteil 30 integriert werden können, ergibt jedoch den Nachteil eines vergrößerten Rauschens verglichen mit dem Verstärker nach Fig. 8. Der in Fig. 9 gezeigte Verstärker umfaßt eine Transistor-Eingangsstufe 84 in Basisschaltung, die dem Verstärker die gewünschte Eingangsimpedanz von 12,5 Ohm gibt, und eine Zweitransistor- Darlington-Ausgangsstufe 86, die eine Ausgangsimpedanz von 75 Ohm ergibt.
Die Multiplizierer 44 in der ATDE nach Fig. 2 umfassen jeweils einen im Handel erhältlichen Hochgeschwindigkeits-Ringmodulator in integrierter Schaltung vom Typ MC12002, der 75 Ohm Eingangsund Ausgangsimpedanzen aufweist.
Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Ausgänge der Multiplizierer 44 und des Mittelanzapfungs-Pufferverstärkers 34 über die Summierwiderstände 46 in den Summierverstärkern 48 und 50 summiert. Fig. 10 zeigt einen der Summierverstärker und seine zugehörigen Summierwiderstände 46, die jeweils einen Widerstand von 75 Ohm aufweisen, um eine Anpassung an die Ausgangsimpedanz des Pufferverstärkers 34 oder Multiplizierers 44 zu erzielen, mit dem er verbunden ist. Der Summierverstärker selbst weist eine niedrige Eingangsimpedanz in der Größenordnung von 3 Ohm auf, um ein großes Ausmaß an Isolation zwischen den summierten Signalen zu erzielen.
Zu diesem Zweck schließt der Summierverstärker eine Transistor- Eingangsstufe 88 in Basisschaltung mit einer Transistor- Ausgangsstufe 90 in Kollektorschaltung mit einer Kollektorschaltung mit einer Ausgangsimpedanz von 75 Ohm zur Speisung der Quadratur-Hybridschaltung 52 ein.
Obwohl eine spezielle Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf einen Zwischenfrequenz-ATDE eines Mikrowellen-Funkempfängers im vorstehenden ausführlich beschrieben wurde, ist es verständlich, daß die Erfindung außerdem in anderer Weise und für andere Zwecke anwendbar ist, bei denen die Verwendung einer angezapften SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung gewünscht ist. Als ein Beispiel einer alternativen Anordnung zeigt Fig. 11 eine invertierte Form einer Zwischenfrequenz-ATDE, bei der das SAW- Bauteil 30 in der entgegengesetzten Richtung verwendet wird, d.h. die aufeinanderfolgenden nicht-apodisierten IDT's 32 werden als Eingänge verwendet, während der apodisierte IDT 36 als Ausgang verwendet wird und mit einem Ausgangsverstärker 92 verbunden ist. Bei dieser Anordnung sind die IDT's 32 ebenfalls aus den vorstehend beschriebenen Gründen mit niedrigen Impedanzen abgeschlossen, wobei diese durch die niedrigen Ausgangsimpedanzen ZOUT der Verstärker 94 gebildet sind. Den Verstärkern 94 werden Eingangssignale von Quadratur- Kombinierschaltungen 96 zugeführt, die die Ausgänge von Paaren der Multiplizierer 44 kombinieren, die die I- und Q- Komponentensignale mit den jeweiligen Entzerrerkoeffizienten multiplizieren. Die I- und Q-Komponentensignale werden aus einem Zwischenfrequenz-Eingangssignal durch einen Quadraturteiler 98 erzeugt. Diese Anordnung ist weniger wünschenswert als die nach Fig. 2, weil es hierbei erforderlich ist, daß 2n+1 IDT's 32 angesteuert werden müssen, und nicht nur der eine IDT 36, wie in Fig. 2, woraus sich ein entsprechend höherer Leistungsverbrauch und eine höhere Verlustleistung ergibt.
Zusätzlich sei bemerkt, daß das SAW-Bauteil 30 von der vorstehend beschriebenen Form abweichende Formen annehmen kann. Beispielsweise können, damit sich jeder Ausgangs-IDT über eine größere Anzahl von Wellenlängen λ erstrecken kann, damit d Abstand d zwischen benachbarten Ausgangs-IDT's vergrößert wird, und/oder damit der Eingangsverlust verringert wird, die Ausgangs-IDT's auf beiden Seiten (Vorderseite und Rückseite) des Eingangs-IDT's 36 verteilt sein, anstatt lediglich auf einer Seite, wie in Fig. 3 gezeigt, wodurch die akustischen Oberflächenwellen ausgenutzt werden, die sich in entgegengesetzter Richtung von dem Eingangs-IDT 36 aus ausbreiten. Somit können auf einer Seite des IDT 36 die ungeradzahligen Ausgangs-IDT's 1, 3, ... 2n+1 mit einer Teilung, die einer Verzögerung von 2T zwischen benachbarten IDT's entspricht, vorgesehen sein, während auf der anderen Seite des IDT 36 die geradzahligen Ausgangs-IDT's 2, 4, ... 2n vorgesehen sein können, ebenfalls mit einer Teilung, die einer Verzögerung von 2T zwischen benachbarten IDT's entspricht.
Vielfältige andere Modifikationen, Abänderungen und Anpassungen können an den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Angezapfte SAW-(akustische Oberflächenwellen-) Bauteil- Verzögerungsleitung mit einem SAW-Bauteil (30), das einen ersten IDT (interdigitalen Wandler) (36) und eine Vielzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's (32) einschließt, die zur Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT's mit jeweiligen Ausbreitungsverzögerungen angeordnet sind, die sich voneinander mit einer vorgegebenen Teilung unterscheiden,

gekennzeichnet durch:

Einrichtungen (34), die jeden der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abschließen.

2. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, bei der die die zweiten IDT's 32 mit einer niedrigen Impedanz abschließenden Einrichtungen eine Vielzahl von Pufferverstärkern (34) umfassen, die jeweils einen Eingang mit einer niedrigen Impedanz aufweisen, der mit einem jeweiligen der zweiten IDT's gekoppelt ist.

3. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 2, bei der jeder Pufferverstärker (34) einen Eingangstransformator (82) aufweist.

4. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, bei der die zweiten IDT's (32) benachbart zueinander auf zumindestens einer Seite des ersten IDT (35) angeordnet sind, unter Einschluß von geerdeten Blindfingern (74) zwischen benachbarten der zweiten IDT's.

5. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, bei der die geerdeten Blindfinger (74) zwischen benachbarten der zweiten IDT's 32 eine andere Breite und einen anderen Abstand als die Finger (72) der zweiten IDT's aufweisen, um ein im wesentlichen konstantes Metallisierungsverhältnis in den zweiten IDT's und zwischen diesen aufrechtzuerhalten.

6. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, bei der der erste IDT (36) einen apodisierten IDT umfaßt.

7. Angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, bei der der erste IDT (36) einen apodisierten IDT umfaßt und jeder der zweiten IDT's (32) einen unapodisierten IDT umfaßt.

8. Entzerrer mit:

einer angezapften SAW-(akustische Oberflächenwellen-) Bauteil-Verzögerungsleitung, die ein SAW-Bauteil (30) mit einem ersten IDT (interdigitalen Wandler) (36) und einer Vielzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's (32) einschließt, die für die Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT's mit jeweiligen Ausbreitungsverzögerungen angeordnet sind, die sich voneinander mit einer vorgegebenen Teilung unterscheiden,

Einrichtungen (38,40,42) zur Ankopplung eines zu entzerrenden Signals an den ersten IDT,

eine Vielzahl von Pufferverstärkern (34), die jeweils einen mit einem jeweiligen der zweiten IDT's gekoppelten Eingang aufweisen,

Einrichtungen zur Bewertung der Ausgänge der Pufferverstärker in Abhängigkeit von jeweiligen Entzerrerkoeffizienten zur Erzeugung jeweiliger bewerteter Signale, und

Einrichtungen (46,48,50,52) zum Summieren der bewerteten Signale zur Erzeugung eines entzerrten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß

die Pufferverstärker jeweils eine niedrige Eingangsimpedanz aufweisen, wodurch jeder der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abgeschlossen wird.

9. Entzerrer nach Anspruch 8,

bei dem die Bewertungseinrichtungen Multiplizierer (44) jeweils zur Multiplikation eines Ausganges eines Pufferverstärkers mit einem jeweiligen Entzerrerkoeffizienten umfassen.

10. Entzerrer nach Anspruch 9,

bei dem die angezapfte SAW-Bauteil-Verzögerungsleitung 2n+1 zweite IDT's (32) und 2n+1 Pufferverstärker 34 umfaßt, worin n eine ganze Zahl ist, und bei dem die Multiplizierer (44) 2n Multiplizierer für jedes der beiden Phasenquadratur- Signalkomponenten des zu entzerrenden Signals umfassen.

11. Entzerrer nach Anspruch 8, 9 oder 10,

bei dem die Einrichtungen zur Summierung der bewerteten Signale einen Verstärker (48,50) mit einem Eingang mit einer niedrigen Eingangsimpedanz und eine Vielzahl von Widerständen (46) umfassen, die jeweils ein jeweiliges bewertetes Signal dem Eingang des Verstärkers zuführen.

12. Entzerrer mit:

einer angezapften SAW-(akustische Oberflächenwellen-) Bauteil-Verzögerungsleitung mit einem SAW-Bauteil (30), das einen ersten IDT (interdigitalen Wandler) (36) und eine Vielzahl von im wesentlichen identischen zweiten IDT's (32) einschließt, die für die Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle zwischen dem ersten IDT und jedem der zweiten IDT's mit jeweiligen Ausbreitungsverzögerungen angeordnet sind, die sich voneinander mit einer vorgegebenen Teilung unterscheiden, gekennzeichnet durch:

Einrichtungen (44,96) zur Bewertung eines zu entzerrenden Signals in Abhängigkeit von jeweiligen Entzerrerkoeffizienten zur Erzeugung jeweiliger bewerteter Signale,

eine Vielzahl von Verstärkern (94), die jeweils ein jeweiliges der bewerteten Signale einem jeweiligen der zweiten IDT's zuführen, wobei jeder Verstärker eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist, wodurch jeder der zweiten IDT's mit einer niedrigen Impedanz in der Größenordnung von 10 Ohm oder weniger abgeschlossen wird, und

Einrichtungen (92) zur Ableitung eines entzerrten Signals von dem ersten IDT.