JP2000077974A - 阻止特性を補償する異なる2つのチャネルを持つ音響フィルタ - Google Patents
阻止特性を補償する異なる2つのチャネルを持つ音響フィルタInfo
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Abstract
た、長さが減少し満足な性能を持つ表面弾性波フィルタ
を提案する。 【解決手段】 表面弾性波フィルタが第1と第2のチャ
ネルを含み、各チャネルが少なくとも1つの入力変換器
と1つの出力変換器を含む。第1のチャネルと第2のチ
ャネルの伝達関数は、フィルタの通過帯域では同相であ
り、フィルタの阻止帯域では反対位相である。この種の
構成によって、フィルタの寸法を大きく減少させ、一方
で同時にフィルタ全体の阻止帯域を減少させることがで
きる広い帯域の周波数応答を各チャネルに使用すること
ができるようになる。用途:移動電話
Description
T型変換器を使用することができる表面弾性波フィルタ
に関する。
波を送信または受信するという利点を持っている。これ
によって、変換器の効率は大いに改善される。この変換
器は1組の変換器中心と反射中心によって形成され、そ
の分布によって非常に価値のあるフィルタ特性が得られ
る。しかし、DART型フィルタは、その設計の結果、
その長さが比較的長く、λをデバイスの動作の中心周波
数の波長とすれば、一般的にλの数百倍の長さを持つデ
バイスとなる。
の2つのDART型変換器を含むフィルタは、その長さ
が幅よりもかなり大きな基板を使用する必要がある。さ
らに、パッケージ自体も、その長さが幅よりもかなり大
きい標準的でないパッケージを使用することが必要にな
る。そのようなパッケージは通常の注入装置に組み込む
のが困難であり、更にねじれとたわみに弱い。
発明は、DART型変換機能と反射機能が一体化された
変換器を使用する表面弾性波フィルタを提案する。この
フィルタは2つの電気的に接続されたチャネルを含み、
その各チャネルが入力変換器と出力変換器を含み、さら
に、前記チャネルは最適化された構造を有し、現在フィ
ルタの価格の点で決定的なパラメータであるフィルタの
長さを減らすことで、濾過帯域および阻止帯域の点で非
常に満足な性能レベルを達成することができる。
の目的は、変換器を含む表面弾性波フィルタであり、変
換器の中の反射と変換の密度並びに反射と変換の位相を
表す重み付け関数によって各変換器が定義される。この
重み付け関数は、変換器の各区域で重み付け関数で与え
られるものに比例する反射体の密度とソースの密度を選
択することからなる、当業者には周知の打ち切り法、ま
たは、重み付け関数で与えられるアパーチャにソースと
反射体を、変換器中で配列することからなるいわゆるア
パーチャによる重み付け方法によって、変換器で物理的
に実現することができる。前記のフィルタは、所与の通
過帯域と所与の阻止帯域を含み、さらに、第1の伝達関
数を定義する少なくとも1つの第1の入力変換器と1つ
の第1の出力変換器を含み、第1の合成重み付け関数を
有する第1のチャネルと、第2の伝達関数を定義する少
なくとも1つの第2の入力変換器と1つの第2の出力変
換器を含み、第2の合成重み付け関数を有する第2のチ
ャネルと、互いに電気的に接続された第1および第2の
入力変換器と、互いに電気的に接続された第1および第
2の出力変換器とを含み、2つのチャネルの合成重み付
け関数が異なり、かつ、第1のチャネルと第2のチャネ
ルの伝達関数がフィルタの通過帯域では同相であり、フ
ィルタの阻止帯域では反対位相である表面弾性波フィル
タである。
が現れる原因になる変換器間の回折による結合の問題を
制限するために、入力または出力変換器を、各チャネル
で全く同じにすると有利である。
換器および/または出力変換器は直列接続される。
V)の外部バスに接続された第1の一連の電極、第2の
差動入力(−V)の外部バスに接続された第2の一連の
電極、浮動電位の中心バスに接続された第3の一連の電
極を含み、前記第3の一連の電極が前記第1の一連の電
極と前記第2の一連の電極を隔てている。フィルタは、
非差動モードでも動作することができ、電位(+V)が
接地に置換えられる。
器および/または出力変換器は並列接続される。
(+V)の外部バスに接続された第1の一連の電極およ
び第2の一連の電極を含み、第2チャネルの変換器が第
2の差動入力(−V)の外部バスに接続された第3の一
連の電極および第4の一連の電極を含み、第2の一連の
電極の部分セットの電極が接続パッドによって第3の一
連の電極の部分セットの電極に接続され、第4の一連の
電極の部分セットの電極が接続パッドによって第1の一
連の電極の部分セットの電極に接続されている。
ト、すなわち所与の通過帯域と所与の阻止帯域を有する
本発明のフィルタを作成する方法である。
および第2チャネルの変換器の重み付け関数を、前記第
1チャネルと前記第2チャネルの伝達関数がフィルタの
通過帯域では同相であり阻止帯域では反対位相であるよ
うに定義するために、反復プロセスで決定するステップ
と、第1および第2チャネルの変換器の組を構成する電
極マスクを実現するために予め決定された重み付け関数
を打ち切るステップとを含む。
定な例として与えられる下記の説明から、本発明はもっ
とはっきりと理解され、その他の利点が明らかになるで
あろう。
的な模式図である。このフィルタは、音波FUが伝播す
る第1チャネルを有し、この第1チャネルは少なくとも
1つの入力変換器T1Uと1つの出力変換器T2Uを含
む。フィルタは音波FLが伝播する第2チャネルを有
し、このフィルタも少なくとも1つの入力変換器T1L
と1つの出力変換器T2Lを含む。入力変換器T1Uと
T1LはINで参照される入力に接続され、出力変換器
T2UとT2LはOUTで参照される出力に接続されて
いる。
数を有するが、全く同じであり、したがって同じ重み付
け関数を持つ2つの変換器を入力と出力で使用するのが
有利である。
換器T1UとT1Lおよび2つの全く同じ変換器に等し
い単一の出力変換器T2を含む本発明のフィルタを表
す。
っている構造の欠点を修正することができる。実際に、
図3に示されるように、回折のためにチャネルの間に結
合があるだろう。この結果、音波1と2と違った音波3
と4が現れる。音波3と4の振幅は小さいが、音波1と
2の振幅に加算され、小さい方のローブを大きくして阻
止特性を乱すだろう。
れば、乗算器定数を除いて、音波3の経路は音波1の経
路と全く同じである。このことは、また、音波2と4の
経路についても同じである。定数を別にして、音波1と
2の経路のフィルタと同じであるフィルタに寄与する音
波3と4の経路のために結合の効果が非常に大きく減少
する。
出力変換器T2UとT2Lを接続するために、直列接続
か並列接続をすることができる。ここで、これらの種類
の接続が可能な方法の例について、下に説明する。
て、P.Dufilie,F.Roux,M.Sola
l,「Balanced Drive Acousti
c Reflection Transducer S
tructur」,IEEE Ultrasonic
Symposium Proceedings,199
7 pp.27〜31の論文に記載されている2つの全
く同じ直列接続されたチャネルで差動または平衡駆動変
換器を作る知られている方法を取りあげる。この方法
で、非差動モードで駆動されるべき変換器を差動モード
変換することが可能になる。この目的のために、変換器
は、図4に示されるように直列接続された2つの全く同
じチャネルに細分される。能動電極が+と−で参照され
る外部バスに接続され、残りの電極は図5に示される浮
動電位の中央バスに接続されている。対称モードを生成
するために、この種の構造では、一方のチャネルが他方
に対して半波長だけオフセットされている。
チャネルを得るために、能動電極を2つの外部バスに接
続し、残りの電極を図6に示される中央バスに接続する
同様の方法を再び使用することができる。中心軸AA′
の両側で電極の分布が違うので、このようにして、2つ
の異なる直列変換器が得られる。これらの変換器が、本
発明のフィルタで使用される入力または出力変換器に対
応する。
に、2つの変換器T1UとT1Lは電気的に並列に接続
され、能動電極は2つの外部バスに接続されている。
て、本出願人により出願された特許出願2740908
に特に記載されている方法を取り上げる。
が、2つの変換器と4つの接続バスを含む構造が2つ以
下の接続バスを持つ構造に置換えられている。電位+V
に接続されたバスが上部にあり、電位−Vに接続された
バスが下部にある。各々のチャネルで、電極は+Vまた
は−Vに電気的に接続されている。重み付け動作が同じ
であることおよびチャネル間の半波長のオフセットで、
一方のチャネルの電極をこのチャネルの反対側のバスに
接続することが、反対側のチャネルの電極をこのバスに
接続することで可能になる。
に、2つの異なる変換器の並列接続を得ることが必要に
なる。能動電極について、図7のように反対側バスの電
位を下げることが必要になる。これは、図7に示される
電気的な接続を図示する配線に正確に対応する図9に示
される接続パッドによって行われる。あらゆる起こり得
る交叉を回避しながら接続を短くするために、アルゴリ
ズムを用意することができる。この目的のために、ここ
で上に引用された方法を改造しなければならない。この
ようにして、チャネルの電極をこのチャネルの反対側の
バスに接続するために、このバスに接続されるもう一方
のチャネルの電極を、図9に示される小さな傾斜した相
互配線パッドとともに使用しなければならない。
話に応用される本発明のフィルタの例これは石英基板上
に作られるフィルタであり、そのフィルタではインピー
ダンスが動作の状態にされると、変換器が並列接続にな
る。
必要な特性、すなわちフィルタの通過帯域で同相であり
阻止帯域で逆位相である伝達関数の特性を満たすように
最適化された伝達関数を得るために、2つのチャネルの
各々の重み付け関数が決定される。最適化の方法は、特
に、下記の論文に記載されているRemezのアルゴリ
ズム型の方法である。P.Ventura,「Synt
hesis of SPUDT Filters wi
th Simultaneous Reflectio
n and Transduction Optimi
zation」,IEEE Ultrasonics
Symposium Proceedings,199
2,pp71〜75,P.Ventura,M.Sol
al,P.Dufilie,S.Chamaly,「A
Global Optimization Proc
edure for SPUDT Filters」,
IEEE Ultrasonics Symposiu
m Proceedings,1993,pp5〜
8.,J.−M.Hode,J.Desbois,P.
Dufilie,M.Solal,P.Ventur
a,「SPUDT−Based Filters;De
sign Principles And Optim
ization」,IEEE Ultrasonics
Symposium Proceedings,19
95,pp39〜50.、または、J.Franz e
t al.,「Hybrid Optimizatio
n Techniques For Design O
f SAW Filters」,1997 IEEE
Ultrasonics Symposium Pr
o.,pp33〜36.に記載される方法。
と反射機能に対応する最適化されたフィルタの2チャネ
ルの重み付け関数を図示する。
での重み付け関数の打ち切りを図示する。同じ方法が反
射とその他の変換器に使用される。不連続関数の取る値
は、電極に加えるべき電位、すなわちこの電極が接続さ
れなければならないバスを示す。
する方法を図示する。そうするために、フィルタを測定
する前に、高い音響減衰FAが下のチャネルの音波の経
路に置かれる。手順は他のチャネルについても同じであ
る。
と第2チャネルの伝達関数の振幅を図示する。フィルタ
の合成された伝達関数は、その2チャネルの各々の伝達
関数よりも狭く、優れた形状比を有することが理解され
る。
の位相にある。中心周波数の近傍では、2つのチャネル
の伝達関数は同相である。通過帯域のレベルでは、振幅
は強め合うように互いに加えられる。
伝達関数は反対位相である。振幅は減少し、減衰を大い
に改善し、フィルタ全体の阻止帯域を減少させる。
得るということは、同時に全体特性として狭い阻止帯域
を維持しながらフィルタの大きさを大幅に減少すること
になる。
ィルタは13.3×6.5mm2のパッケージを必要と
するが、7×5mm2のパッケージに組み込まれる小さ
な寸法のフィルタを画定することができるようになる。
2つのチャネルを含む本発明によるフィルタの概略を示
す図である。
の概略を示す図である。
現象を示す図である。
心バスで直列接続された2つの同一チャネルに分割され
た変換器を示す図である。
を示す図である。
ットされた2つの全く同じ変換器を示す図である。
る並列接続された変換器を示す図である。
的なフィルタで使用される各チャネルの2つの変換器の
重み付け関数を示す図である。
示す図である。
zで動作する本発明の例示的なフィルタの2つのチャネ
ルの伝達関数の振幅、並びに得られるフィルタの伝達関
数の振幅を示す図である。
zで動作する本発明の例示的なフィルタの2つのチャネ
ルの伝達関数の位相、並びに得られるフィルタの伝達関
数の振幅と位相を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 変換器を含む表面弾性波フィルタであっ
て、各変換器が前記変換器の反射中心と変換中心の分布
を表す重み付け関数で定義され、前記フィルタが所与の
通過帯域と所与の阻止帯域を含み、さらに、 第1の伝達関数を定義する少なくとも1つの第1の入力
変換器と1つの第1の出力変換器を含み、第1の合成重
み付け関数を有する第1のチャネルと、 第2の伝達関数を定義する少なくとも1つの第2の入力
変換器と1つの第2の出力変換器を含み、第2の合成重
み付け関数を有する第2のチャネルと、 互いに電気的に接続された前記第1および第2の入力変
換器と、 互いに電気的に接続された前記第1および第2の出力変
換器とを含み、 前記2つのチャネルの前記合成重み付け関数が異なり、
かつ、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの伝達
関数が前記フィルタの前記通過帯域では同相であり、前
記フィルタの前記阻止帯域では反対位相である表面弾性
波フィルタ。 - 【請求項2】 前記第1および第2の入力変換器または
前記第1および第2の出力変換器が同じ重み付け関数を
有する請求項1に記載の表面弾性波フィルタ。 - 【請求項3】 前記第1および第2のチャネルが、前記
同じ重み付け関数を満たすために入力または出力で互い
に区別することができない請求項2に記載の表面弾性波
フィルタ。 - 【請求項4】 前記第1および/または第2の入力およ
び出力の変換器が直列接続されている請求項1から3の
一項に記載の表面弾性波フィルタ。 - 【請求項5】 前記第1および第2の入力および/また
は出力の変換器が、第1の差動または非差動入力(+
V)の外部バスに接続された第1の一連の電極、第2の
差動または非差動入力(−V)の外部バスに接続された
第2の一連の電極、浮動電位の中心バスに接続された第
3の一連の電極を含み、前記第3の一連の電極が前記第
1と第2の一連の電極を隔てている請求項4に記載の表
面弾性波フィルタ。 - 【請求項6】 前記入力および/または出力の変換器が
平行に接続されている請求項1から3の一項に記載の表
面弾性波フィルタ。 - 【請求項7】 前記第1チャネルの前記変換器が第1の
差動または非差動入力(+V)の外部バスに接続された
第1の一連の電極および第2の一連の電極を含み、前記
第2チャネルの前記変換器が第2の差動または非差動入
力(−V)の外部バスに接続された第3の一連の電極お
よび第4の一連の電極を含み、前記第2の一連の電極の
部分セットの電極が接続パッドによって前記第3の一連
の電極の部分セットの電極に接続され、前記第4の一連
の電極の部分セットの電極が接続パッドによって前記第
1の一連の電極の部分セットの電極に接続されている請
求項6に記載の表面弾性波フィルタ。 - 【請求項8】 前記第1のチャネルの前記変換器および
前記第2のチャネルの前記変換器の前記重み付け関数
を、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの伝達関
数が前記フィルタの前記通過帯域では同相であり前記阻
止帯域では反対位相であるように定義するために反復プ
ロセスで決定することと、 前記第1および第2のチャネルの変換器の組を構成する
電極マスクを実現するために予め決定された前記重み付
け関数を打ち切るステップとをさらに含む請求項1から
7の一項に記載の表面弾性波フィルタを作成する方法。
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