JP2001267877A - 弾性表面波デバイス - Google Patents

弾性表面波デバイス

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JP2001267877A
JP2001267877A JP2000077970A JP2000077970A JP2001267877A JP 2001267877 A JP2001267877 A JP 2001267877A JP 2000077970 A JP2000077970 A JP 2000077970A JP 2000077970 A JP2000077970 A JP 2000077970A JP 2001267877 A JP2001267877 A JP 2001267877A
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impedance
acoustic wave
surface acoustic
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Taizo Kobayashi
泰三 小林
Kazuya Futaki
一也 二木
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electronic Components Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14597Matching SAW transducers to external electrical circuits

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルCATV用SAWフィルタにおい
て、入出力IDT間のインピーダンスのアンバランスを
補正する。 【解決手段】 SAWフィルタ1は、入出力IDT3,
4と、出力IDT4に並列に接続されたパターンインダ
クタ7を備える。パターンインダクタ7は、たとえば自
己インダクタンス量20nHのミアンダ型金属薄膜パタ
ーンで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波(SA
W:Surface Acoustic Wave)デバイスに関し、より特
定的には、デジタルCATV(ケーブルテレビジョン)
用SAWフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】SAWデバイスの一例として、トランス
バーサル型SAWフィルタは知られている。トランスバ
ーサル型SAWフィルタは、各種重み付け手法により所
望の特性を得やすいという特徴を持っている。
【0003】図5に、従来のSAWフィルタ1を示す。
図5に示すように、SAWフィルタ1は、圧電基板2
と、この圧電基板2上に形成された入力IDT(Interd
igitalTransducer)3と、出力IDT4と、シールド電
極5と、吸着剤6とを備える。入力IDT3および出力
IDT4は、簾状電極で構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】簾状電極は、弾性表面
波を発生させるという基本特性の他に電気容量としての
特性も有する。これは、近距離で電極を対向させたため
自然に発生するものであり、弾性表面波励振と独立に制
御するのは不可能である。この自然に発生する電気容量
の値をCTとすると、上記の電極の入力インピーダンス
における虚数成分は、1/(jω・CT)となる。この
値が、入出力間で大きく異なる場合には、入出力間にお
けるインピーダンスのアンバランスが生じ、フィルタ特
性に傾きが生じる。
【0005】図5に示すSAWフィルタ1をデジタル放
送用中間周波数(IF:Intermediate Frequency)に使
用する場合には、極めて急峻な特性が要求されるので、
簾状電極の重み付けだけでは、入出力間の微妙なインピ
ーダンスのバランスを調整するのが困難であった。
【0006】そのため、入出力間におけるインピーダン
スのアンバランスが生じ、図6に示すように帯域内特性
に傾斜が発生し、挿入損失および帯域内リップルが劣化
する。これは、複雑な重み付け関数を採用したため入力
電極(IDT)と出力電極(IDT)それぞれが持つ寄
生インピーダンスの周波数特性を相殺することができな
かったためである。
【0007】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものである。本発明の目的は、入力電極と出力電極
間のインピーダンスのアンバランスを補正することによ
り、帯域内特性の傾斜をなくし、挿入損失および帯域内
リップルを向上することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る弾性表面波
デバイスは、圧電基板と、この圧電基板上に形成された
入力電極(IDT)および出力電極(IDT)と、圧電
基板上に形成され入力電極と出力電極間におけるインピ
ーダンスのアンバランスを補正するためのインダクタ手
段とを備える。
【0009】上記のようにインダクタ手段を設けること
により、所望の値のインダクタンスを入力電極あるいは
出力電極に付加することができ、入力インピーダンス値
を変化させることができる。具体的には、たとえば一方
の電極に自己インダクタンスLの要素を並列に付加する
ことにより、入力インピーダンスの虚数成分は、1/
{jω・CT−j/(ωL)}となり、入力インピーダ
ンス値が変化する。したがって、適当な値の自己インダ
クタンスを有するインダクタ手段を設けることにより、
入力インピーダンス値を所望の値に調整することがで
き、入力電極と出力電極間におけるインピーダンスのア
ンバランスを補正することができる。
【0010】上記インダクタ手段の一例として、金属パ
ターンを挙げることができる。この金属パターンは、ミ
アンダ型あるいはスパイラル型等の長い金属パターンで
あることが好ましい。長い金属パターンは、大きな自己
インダクタンスを有するので、入力電極と出力電極間に
おけるインピーダンスの補正可能範囲を拡大することが
できる。
【0011】インダクタ手段を、出力電極と並列に接続
することが好ましい。それにより、上述のように、入力
インピーダンス値を制御することができ、入力電極と出
力電極間におけるインピーダンスのアンバランスを補正
することができる。
【0012】入力電極および出力電極は、好ましくは簾
状電極であり、入力電極と出力電極の入力インピーダン
ス値を均衡させるように、インダクタ手段の自己インダ
クタンス値を決定する。
【0013】それにより、入力電極と出力電極間におけ
るインピーダンスのアンバランスを補正することができ
る。
【0014】インダクタ手段の自己インダクタンス値を
10nH〜100nHとすることが好ましい。また、本
発明の弾性表面波デバイスは、デジタルテレビジョンの
中間周波数帯に利用されることが好ましい。
【0015】映像用中間周波数帯(数十MHz帯)で
は、電極の電気容量は1pF前後になることが経験上知
られている。この場合、入力インピーダンスの大きさ
は、数Ωのオーダーになる。数Ωのオーダーの入力イン
ピーダンスを補正するためには、同じオーダーか一桁大
きいオーダーのインピーダンスを並列に付加する必要が
生じる。それは、付加するインピーダンスが大きすぎる
場合には、ほとんど影響がなくなり、付加するインピー
ダンスが小さすぎる場合には、インピーダンスの符号が
反転して容量性から誘導性になってしまうからである。
中間周波数帯では、10nH〜100nHで、数Ωから
数十Ωのインピーダンスが実現できる。したがって、イ
ンダクタ手段の自己インダクタンス値を10nH〜10
0nHとすることにより、中間周波数帯で使用する場合
に入力電極と出力電極間におけるインピーダンスのアン
バランスを補正することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を用いて、本発
明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実
施の形態1におけるSAWフィルタ1の平面図である。
【0017】本発明に係るSAWフィルタ1では、簾状
の入出力電極(入出力IDT3、4)間におけるインピ
ーダンスのアンバランスを補正するためのインダクタ手
段を設けたことを重要な特徴としている。
【0018】具体的には、図1に示すように、出力ID
T4側にインダクタ手段の一例であるパターンインダク
タ7を設けている。それ以外の構成については図5に示
す従来例と同様であるので、重複説明は省略する。
【0019】このようにパターンインダクタ7を設ける
ことにより、所望の値のインダクタンスを出力IDT4
に付加することができ、入力インピーダンス値を変化さ
せることができる。具体的には、パターンインダクタ7
の自己インダクタンスがLの場合、入力インピーダンス
の虚数成分は、1/{jω・CT−j/(ωL)}とな
り、パターンインダクタ7を付加しない場合と比較して
入力インピーダンス値が変化する。
【0020】したがって、適当な値の自己インダクタン
スを有するパターンインダクタ7を設けることにより、
入力インピーダンス値を適切に調整することができる。
それにより、入出力IDT3、4のインピーダンス値を
均衡させることができ、入出力IDT3、4間のインピ
ーダンスのアンバランスを補正することができる。
【0021】図4に、本発明に係るSAWフィルタ1の
特性を示す。図4は、パターンインダクタ7の自己イン
ダクタンス量を20nHとした場合の特性を示してい
る。
【0022】図4に示すように、帯域内特性の傾斜がな
くなっているのがわかる。つまり、上記のパターンイン
ダクタ7を設けることにより、入出力IDT3、4間に
おけるインピーダンスのアンバランスを補正することが
でき、挿入損失および帯域内リップルを向上することが
可能となることがわかる。
【0023】パターンインダクタ7は、図1に示すよう
に出力IDT4と並列に接続され、この場合であれば、
金属薄膜パターンで構成される。該パターンインダクタ
7は、図1および図2に示す態様ではミアンダ型である
が、図3に示すようにスパイラル型のパターンインダク
タ8を採用してもよい。つまり、長い金属薄膜パターン
でパターンインダクタを形成することが好ましい。
【0024】長い金属薄膜パターンは、大きな自己イン
ダクタンスを有するので、上記のように長い金属薄膜パ
ターンをパターンインダクタとして使用することによ
り、入出力IDT3、4間におけるインピーダンスの補
正可能範囲を拡大することができる。なお、スパイラル
型のパターンインダクタ8を採用する場合には、図3に
示すジャンパ9が必要となる。
【0025】図4に示す例ではパターンインダクタ7の
自己インダクタンス量を20nHとしたが、パターンイ
ンダクタ7の自己インダクタンス量は、10nH〜10
0nHの範囲内であればよい。
【0026】本発明のフィルタ1は、典型的にはデジタ
ルデジタルCATVの中間周波数帯(数十MHz帯)に
利用されるが、当該周波数帯では、簾状電極(IDT)
の電気容量は1pF前後になることが経験上知られてい
る。この場合、入力インピーダンスの大きさは、数Ωの
オーダーになる。
【0027】数Ωのオーダーの入力インピーダンスを補
正するためには、同じオーダーかそれより一桁大きいオ
ーダーのインピーダンスを並列に付加する必要が生じ
る。それは、付加するインピーダンスが大きすぎる場合
には、ほとんど影響がなくなり、付加するインピーダン
スが小さすぎる場合には、インピーダンスの符号が反転
して容量性から誘導性になってしまうからである。
【0028】数十MHzの周波数においては、10nH
〜100nHで、数Ωから数十Ωのインピーダンスが実
現できる。したがって、パターンインダクタ7の自己イ
ンダクタンス量を10nH〜100nHとすることによ
り、フィルタ1を中間周波数帯で使用する場合に入出力
IDT3、4間におけるインピーダンスのアンバランス
を補正することができる。
【0029】以上のように本発明の実施の形態について
説明を行なったが、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によ
って示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内
での全ての変更が含まれる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入出力電極(IDT)間におけるインピーダンスのアン
バランスを補正することができるので、帯域内特性の傾
斜をなくすことができ、挿入損失および帯域内リップル
を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るデジタルCATV用SAWフィ
ルタの概略構成図である。
【図2】 図1における出力IDTとパターンインダク
タを拡大した図である。
【図3】 図2に示すパターンインダクタの変形例を示
す図である。
【図4】 本発明に係るデジタルCATV用SAWフィ
ルタの特性を示す図である。
【図5】 従来のデジタルCATV用SAWフィルタの
概略構成図である。
【図6】 従来のデジタルCATV用SAWフィルタの
特性を示す図である。
【符号の説明】
1 SAWフィルタ、2 圧電基板、3 入力IDT、
4 出力IDT、5シールド電極、6 吸着剤、7,8
パターンインダクタ、9 ジャンパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二木 一也 大阪府大東市三洋町1番1号 三洋電子部 品株式会社内 Fターム(参考) 5J097 AA01 AA15 BB11 DD20 DD21 EE07 KK04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板と、 前記圧電基板上に形成された入力電極および出力電極
    と、 前記圧電基板上に形成され、前記入力電極と前記出力電
    極間におけるインピーダンスのアンバランスを補正する
    ためのインダクタ手段と、を備えた、弾性表面波デバイ
    ス。
  2. 【請求項2】 前記インダクタ手段は、金属パターンを
    含む、請求項1に記載の弾性表面波デバイス。
  3. 【請求項3】 前記金属パターンは、ミアンダ型あるい
    はスパイラル型の金属パターンである、請求項2に記載
    の弾性表面波デバイス。
  4. 【請求項4】 前記インダクタ手段を、前記出力電極と
    並列に接続する、請求項1から請求項3のいずれかに記
    載の弾性表面波デバイス。
  5. 【請求項5】 前記入力電極および出力電極は、簾状電
    極であり、 前記入力電極と出力電極の入力インピーダンス値を均衡
    させるように、前記インダクタ手段の自己インダクタン
    ス値を決定する、請求項1から請求項4のいずれかに記
    載の弾性表面波デバイス。
  6. 【請求項6】 前記インダクタ手段の自己インダクタン
    ス値を10nH〜100nHとする、請求項5に記載の
    弾性表面波デバイス。
  7. 【請求項7】デジタルテレビジョンの中間周波数帯に利
    用される、請求項1から請求項6のいずれかに記載の弾
    性表面波デバイス。
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