JP2007232451A - Plural frequency driven measuring instrument of spherical surface elastic wave element - Google Patents

Plural frequency driven measuring instrument of spherical surface elastic wave element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To change a drive frequency at a high speed and to simultaneously output a plurality of frequencies. <P>SOLUTION: The plural frequency driven measuring instrument of a spherical surface elastic wave element comprises: a drive line circuit for impressing a drive signal on the wave element at a plurality of frequencies; and a measurement system circuit for measuring a go-around reception signal of a plurality of frequencies outputted from the wave element. The measuring instrument of the wave element is characterized by being equipped with a plurality of series resonance circuits and a plurality of parallel resonance circuits respectively resonating at the plurality of frequencies between the drive system circuit and the wave element. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、球状表面弾性波素子の駆動および周回受信信号の計測装置に係り、特に複数の周波数による球状表面弾性波素子の駆動計測装置に関する。   The present invention relates to a driving device for a spherical surface acoustic wave element and a measurement device for a circular received signal, and more particularly to a driving measuring device for a spherical surface acoustic wave element using a plurality of frequencies.

近年、平板形状ではなく、球形状の圧電性結晶基材の表面にすだれ状電極が形成された球状表面弾性波素子が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, a spherical surface acoustic wave element is known in which interdigital electrodes are formed on the surface of a spherical piezoelectric crystal base material instead of a flat plate shape (see, for example, Patent Document 1).

この球状表面弾性波素子は、駆動信号として高周波バースト信号がすだれ状電極に印加されると、すだれ状電極から表面弾性波(Surface Acoustic Wave)が励起され、表面弾性波が基材表面の円環状領域を多重に周回する。   In this spherical surface acoustic wave device, when a high-frequency burst signal is applied to the interdigital electrode as a drive signal, the surface acoustic wave is excited from the interdigital electrode, and the surface acoustic wave is formed in an annular shape on the substrate surface. Cycle around the area multiple times.

ここで、表面弾性波は、基材表面の状態に応じて多重周回する速度が変化する。同様に、表面弾性波は、基材表面への分子の付着等により、円環状領域の周長が表面弾性波の波長の整数倍となるとき、共鳴周波数が変化する。   Here, the speed at which the surface acoustic wave multi-circulates changes according to the state of the substrate surface. Similarly, the resonance frequency of the surface acoustic wave changes when the circumference of the annular region becomes an integral multiple of the wavelength of the surface acoustic wave due to adhesion of molecules to the surface of the substrate.

このため、球状表面弾性波素子は、基材表面の円環状領域に付着した分子や、円環状領域に成膜された反応膜と環境ガス等との反応を検出する等の用途が提案されている。   For this reason, spherical surface acoustic wave devices have been proposed for applications such as detecting the adhesion between molecules attached to the annular region of the substrate surface and the reaction film formed on the annular region with environmental gas, etc. Yes.

駆動信号として球状表面弾性波素子に印加する高周波バースト信号の周波数は、球状表面弾性波素子上のすだれ状電極の形状や、基材表面の付着物や円環状領域に成膜された反応膜等で決まり複数の周波数で駆動計測する場合がある。   The frequency of the high-frequency burst signal applied to the spherical surface acoustic wave device as the drive signal depends on the shape of the interdigital electrode on the spherical surface acoustic wave device, the deposit on the substrate surface, the reaction film formed on the annular region, etc. In some cases, drive measurement is performed at multiple frequencies.

特許文献等は以下の通りである。
国際公開第WO 01/45255号公報
Patent documents and the like are as follows.
International Publication No. WO 01/45255

ところで、駆動系回路および計測系回路と球状表面弾性波素子の間には信号伝達を効率よく行うためのインピーダンスマッチング回路が必要であるが、前記インピーダンスマッチング回路は、周波数によって回路定数が決まっている。   By the way, an impedance matching circuit for efficiently performing signal transmission is required between the drive system circuit and the measurement system circuit and the spherical surface acoustic wave element, and the circuit constant of the impedance matching circuit is determined by the frequency. .

従って、複数の周波数で駆動する場合、おのおのの周波数にあわせた複数個のインピーダンスマッチング回路を駆動周波数に応じて切り替える手段か、インピーダンスマッチング回路定数を変更する手段をもって駆動計測を行う必要がある。   Therefore, when driving at a plurality of frequencies, it is necessary to perform drive measurement with means for switching a plurality of impedance matching circuits corresponding to each frequency according to the driving frequency or means for changing impedance matching circuit constants.

インピーダンスマッチング回路の切り替え手段、もしくはインピーダンスマッチング回路定数を変更する手段としては、切り替え時間が十分遅い場合、機械接点を持ったスイッチを手動で切り替えてもよいし、電磁リレーで機械接点を電気的に切り替えてもよいが数mS以下での高速スイッチングはできない。   As a means for switching the impedance matching circuit or a means for changing the impedance matching circuit constant, when the switching time is sufficiently slow, a switch having a mechanical contact may be manually switched, or the mechanical contact may be electrically connected by an electromagnetic relay. Switching may be performed, but high-speed switching cannot be performed at several ms or less.

しかしながら、高精度計測においてはドリフトの問題から駆動周波数を高速に切り替える必要がある。電子スイッチや、フォトモスリレーを用いれば高速スイッチングは可能であるが、球状表面弾性波素子の駆動周波数が10MHzを越える高周波である場合、スイッチ素子の持つ静電容量の影響で、回路上は遮断状態にしても駆動信号および周回受信信号が漏洩してしまう問題があり高周波の複数の駆動周波数を高速に切り替えることは困難である。   However, in high-accuracy measurement, it is necessary to switch the driving frequency at high speed due to the drift problem. High-speed switching is possible by using an electronic switch or a photo moss relay. However, when the driving frequency of the spherical surface acoustic wave element is higher than 10 MHz, the circuit is cut off due to the capacitance of the switch element. Even in this state, there is a problem that the drive signal and the round reception signal leak, and it is difficult to switch a plurality of high-frequency drive frequencies at high speed.

さらに、計測精度を向上するために複数の周波数を切り替えるのではなく合成して同時に出力する方法も考えられているが、スイッチによる切り替え方式では実現不可能である。   Furthermore, in order to improve measurement accuracy, a method of synthesizing and outputting a plurality of frequencies instead of switching them has been considered, but this cannot be realized by a switching method using a switch.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、複数の周波数で球状表面弾性波素子を駆動計測する装置において、高速に駆動周波数を変更することおよび、複数の周波数を同時に出力することを可能とする、球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and in a device that drives and measures a spherical surface acoustic wave element at a plurality of frequencies, the drive frequency can be changed at a high speed and a plurality of frequencies can be output simultaneously. An object of the present invention is to provide a multi-frequency driving measurement device for a spherical surface acoustic wave element that can be realized.

請求項1に対応する発明は、球状表面弾性波素子に複数の周波数で駆動信号を印加するための駆動系回路と、前記球状表面弾性波素子から出力される複数の周波数の周回受信信号を計測するため計測系回路と、で構成される球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置であって、前記駆動系回路および前記計測系回路から前記球状表面弾性波素子の間に、前記複数の周波数でそれぞれ共振する複数個の直列共振回路および、複数個の並列共振回路を備えたことを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。   The invention corresponding to claim 1 measures a driving system circuit for applying a driving signal to a spherical surface acoustic wave element at a plurality of frequencies, and a circular reception signal having a plurality of frequencies output from the spherical surface acoustic wave element. A measurement surface circuit, and a multi-frequency drive measurement device for a spherical surface acoustic wave element, wherein the plurality of frequencies are provided between the drive system circuit and the measurement system circuit and the spherical surface acoustic wave element. And a plurality of series resonant circuits that resonate with each other and a plurality of parallel resonant circuits.

請求項2に対応する発明は、請求項1の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、駆動計測する複数の周波数がそれぞれ少なくとも1.3倍以上離れていることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。   The invention corresponding to claim 2 is the spherical surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the plurality of frequencies for driving measurement are separated by at least 1.3 times or more. It is a multi-frequency drive measurement device for an acoustic wave element.

請求項3に対応する発明は、請求項1または請求項2の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、駆動計測する複数周波数の駆動信号は同時には一つの周波数を出力し、これを順次切り替えることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。   The invention corresponding to claim 3 is the multi-frequency drive measurement device for spherical surface acoustic wave elements according to claim 1 or claim 2, wherein the drive signals for drive measurement output a single frequency simultaneously. A multi-frequency drive measuring apparatus for spherical surface acoustic wave elements, which is sequentially switched.

請求項4に対応する発明は、請求項1または請求項2の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、駆動計測する複数周波数の駆動信号は、同時に複数周波数の合成駆動信号を出力することを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。   The invention corresponding to claim 4 is the multi-frequency drive measurement device for spherical surface acoustic wave device according to claim 1 or claim 2, wherein the drive signals of multiple frequencies for driving measurement simultaneously output a composite drive signal of multiple frequencies. This is a multi-frequency drive measuring device for a spherical surface acoustic wave device.

請求項5に対応する発明は、請求項1から4何れかの球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は、同一経路に印加するための駆動系回路であり、出計測系回路がその同一経路の周回受信信号を計測する計測系回路であることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。
The invention corresponding to claim 5 is the multi-frequency drive measuring device for spherical surface acoustic wave elements according to any one of claims 1 to 4,
A spherical surface characterized in that drive signals of a plurality of frequencies for driving measurement are drive system circuits for applying to the same path, and the outgoing measurement system circuit is a measurement system circuit for measuring a circulating reception signal of the same path It is a multi-frequency drive measurement device for an acoustic wave element.

請求項6に対応する発明は、請求項1から4何れかの球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は、周波数毎に異なる経路に印加するための駆動系回路であり、出計測系回路がその周波数毎に異なる経路の周回受信信号を各々計測する計測系回路であることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置である。
The invention corresponding to claim 6 is the multi-frequency drive measuring device for spherical surface acoustic wave elements according to any one of claims 1 to 4,
A drive signal of a plurality of frequencies for driving measurement is a drive system circuit for applying to different paths for each frequency, and an output measurement system circuit is a measurement system circuit for measuring each round reception signal of a different path for each frequency. This is a multi-frequency drive measuring device for a spherical surface acoustic wave device.

従って、請求項1から6に対応する発明は、たとえば、2つの周波数で球状表面弾性波素子を駆動計測する場合、第1周波数をf1とし、第2周波数をf2として(ただしf1<1.3×f2またはf1>1.3×f2)、駆動系回路および計測系回路から前記表面弾性波素子の間に、f1で共振状態となる直列共振回路とf1で共振状態となる並列共振回路とをコイルで結合させた回路および、f2で共振状態となる直列共振回路と、f2で共振状態となる並列共振回路とをコイルで結合させた回路を並列に構成する。   Therefore, in the invention corresponding to claims 1 to 6, for example, when the spherical surface acoustic wave device is driven and measured at two frequencies, the first frequency is set to f1 and the second frequency is set to f2 (where f1 <1.3). × f2 or f1> 1.3 × f2), a series resonance circuit that is in a resonance state at f1 and a parallel resonance circuit that is in a resonance state at f1 between the driving system circuit and the measurement system circuit and the surface acoustic wave element. A circuit in which a circuit coupled by a coil, a series resonant circuit that enters a resonance state at f2 and a parallel resonance circuit that enters a resonance state at f2 are coupled by a coil are configured in parallel.

なお、f1で共振する前記並列共振回路および、f2で共振する前記並列共振回路は前記球状表面弾性波素子に対するインピーダンスマッチング回路を兼ねている。   The parallel resonant circuit that resonates at f1 and the parallel resonant circuit that resonates at f2 also serve as an impedance matching circuit for the spherical surface acoustic wave element.

これにより、f1で共振状態となる前記直列共振回路とf2で共振状態となる前記直列共振回路とにより、通過する周波数の選択性をもたせ、通過した周波数に適したインピーダンスマッチング回路へ駆動計測信号を伝達することができる。   Thus, the series resonant circuit that is in the resonance state at f1 and the series resonance circuit that is in the resonance state at f2 have selectivity of the passing frequency, and the drive measurement signal is sent to the impedance matching circuit suitable for the passing frequency. Can communicate.

また、インピーダンスマッチング回路がf1で共振する前記並列共振回路およびf2で共振状態となる前記並列共振回路で構成されているため、インピーダンスマッチングに適合しない周波数に対しては、インピーダンスマッチングに適合する側の並列共振回路のインピーダンスが無限大に近い値となることに比べ十分インピーダンスが低くなり、電気的にはその存在を無視できるようになる。   In addition, since the impedance matching circuit is configured by the parallel resonant circuit that resonates at f1 and the parallel resonant circuit that is in a resonant state at f2, the frequency that does not match impedance matching is on the side that matches impedance matching. Compared to the impedance of the parallel resonant circuit being close to infinity, the impedance is sufficiently low, and its presence can be ignored electrically.

このことは、駆動計測する周波数に適合したインピーダンスマッチング回路が受動的に自動選択されることを示している。   This indicates that an impedance matching circuit suitable for the drive measurement frequency is passively and automatically selected.

これにより、複数の周波数で球状表面弾性波素子を駆動および計測する装置において、前記複数の周波数にそれぞれ適合する複数個のインピーダンスマッチング回路をスイッチ等により切り替える必要が無くなった。   As a result, in an apparatus for driving and measuring a spherical surface acoustic wave device at a plurality of frequencies, it is no longer necessary to switch a plurality of impedance matching circuits that respectively match the plurality of frequencies with a switch or the like.

以上説明したように、本発明によれば、複数の周波数で球状表面弾性波素子を駆動計測する装置において、高速に駆動計測周波数を変更することおよび、複数の駆動周波数を合成し同時に出力することが可能となった。   As described above, according to the present invention, in a device for driving and measuring a spherical surface acoustic wave device at a plurality of frequencies, the driving measurement frequency can be changed at a high speed, and a plurality of driving frequencies can be synthesized and output simultaneously. Became possible.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態にかかる球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置の構成を示す模式図であり、図2はこの球状表面弾性波素子の構成を示す模式図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the spherical surface acoustic wave element multi-frequency drive measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of this spherical surface acoustic wave element. .

この複数周波数駆動計測装置は、球状表面弾性波素子10、周波数選択部20、インピーダンスマッチング部30、分離部40、高周波バースト信号発生部50、計測部60を備えている。   This multi-frequency drive measurement apparatus includes a spherical surface acoustic wave element 10, a frequency selection unit 20, an impedance matching unit 30, a separation unit 40, a high frequency burst signal generation unit 50, and a measurement unit 60.

ここで、球状表面弾性波素子10は、伝搬面11を有する球状部材12およびすだれ状電極13を備えている。伝搬面11は、連続した曲面からなる円環状の表面を有し、この円環状の表面の少なくとも一部に、すだれ状電極13により励起される互いに逆方向に伝搬する表面弾性波SAW1、SAW2を周回させるための周回経路を備えている。球状部材12は、一旦励起された表面弾性波が多重周回可能な伝搬面11を有する三次元基体であり、本実施形態では、直径10mmの球状に加工された単結晶の水晶材料を用いている。   Here, the spherical surface acoustic wave element 10 includes a spherical member 12 having a propagation surface 11 and an interdigital electrode 13. The propagation surface 11 has an annular surface made of a continuous curved surface, and surface acoustic waves SAW1 and SAW2 propagating in opposite directions excited by the interdigital electrode 13 are formed on at least a part of the annular surface. There is a circulation path for circulation. The spherical member 12 is a three-dimensional substrate having a propagation surface 11 in which a surface acoustic wave once excited can circulate multiple times. In this embodiment, a single crystal quartz material processed into a spherical shape having a diameter of 10 mm is used. .

周波数選択部20は、コイルとコンデンサを直列に接続した直列共振回路となっており、高周波バースト信号発生部50からの駆動信号もしくは、球状表面弾性波素子10からの受信周回信号を周波数選択性を持たせて通過させるものである。   The frequency selection unit 20 is a series resonant circuit in which a coil and a capacitor are connected in series. The frequency selection unit 20 has a frequency selectivity with respect to the drive signal from the high frequency burst signal generation unit 50 or the reception loop signal from the spherical surface acoustic wave element 10. It is intended to pass through.

インピーダンスマッチング部30は、コイルとコンデンサを並列に接続した並列共振回
路となっており、高周波バースト信号発生部50からの駆動系回路および計測部60と球状表面弾性波素子10とのインピーダンスマッチングを周波数選択性を持って行うものである。
The impedance matching unit 30 is a parallel resonance circuit in which a coil and a capacitor are connected in parallel. The impedance matching between the driving system circuit from the high frequency burst signal generation unit 50 and the measurement unit 60 and the spherical surface acoustic wave device 10 is performed at a frequency. This is done with selectivity.

分離部40は、高周波バースト信号発生部50からの駆動信号を計測部60へ流さないように、また周回受信信号を高周波バースト信号発生部50へ流さないようにするものである。   The separation unit 40 prevents the drive signal from the high frequency burst signal generation unit 50 from flowing to the measurement unit 60 and prevents the circulation reception signal from flowing to the high frequency burst signal generation unit 50.

高周波バースト信号発生部50は、任意周波数のバースト信号を断続的に発生させ、これを駆動信号として球状表面弾性波素子10のすだれ状電極13に印加するものである。   The high-frequency burst signal generator 50 intermittently generates a burst signal having an arbitrary frequency and applies it to the interdigital electrode 13 of the spherical surface acoustic wave element 10 as a drive signal.

計測部60は、すだれ状電極13から出力された多重周回中の表面弾性波SAW1、SAW2の検出信号を増幅器61で増幅し検出信号の強度を計測するものである。   The measuring unit 60 is for amplifying the detection signals of the surface acoustic waves SAW1 and SAW2 during multiple rounds outputted from the interdigital electrode 13 by the amplifier 61 and measuring the intensity of the detection signal.

次に、以上のように構成された前記球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the multi-frequency driving measurement apparatus for the spherical surface acoustic wave element configured as described above will be described in detail.

本実施形態では、複数周波数を第1周波数f1および、第2周波数f2(ただしf1<1.3×f2またはf1>1.3×f2)の2つの周波数としている。   In the present embodiment, a plurality of frequencies are set to two frequencies of a first frequency f1 and a second frequency f2 (where f1 <1.3 × f2 or f1> 1.3 × f2).

なぜ1.3以上が好ましいかというと、異なる周波数による差異を検出することで高精度な計測ができることが近い周波数ではそのメリットが活かせない、つまり、差異があまり出ないからである。   The reason why 1.3 or more is preferable is that it is not possible to make use of the merit at a frequency near that high-precision measurement can be performed by detecting a difference due to a different frequency, that is, a difference does not occur so much.

また、本方式では電気的特性から、1.3倍以下の周波数の切り分けが困難だらである。理論的には切り分けが可能だが、実際はQ(共振の良さ)が有限で経験上1.3倍以上離れていないと本方式を有効に利用することができないからである。   In addition, in this method, it is difficult to separate frequencies of 1.3 times or less due to electrical characteristics. This can be done theoretically, but in practice, this method cannot be used effectively unless the Q (good resonance) is limited and 1.3 times or more from experience.

高周波バースト信号発生部50は、第1周波数f1および、第2周波数f2のバースト信号を交互に断続的に発生させる。   The high frequency burst signal generator 50 alternately and intermittently generates burst signals of the first frequency f1 and the second frequency f2.

周波数選択部20は、通過周波数をf1とした周波数選択回路21と通過周波数をf2とした周波数選択回路22とが並列に接続されている。   In the frequency selection unit 20, a frequency selection circuit 21 having a pass frequency f1 and a frequency selection circuit 22 having a pass frequency f2 are connected in parallel.

周波数選択回路21はコイルL21とコンデンサC21が直列に接続された直列共振回路を形成しており、周波数f1で共振するようになっている。   The frequency selection circuit 21 forms a series resonance circuit in which a coil L21 and a capacitor C21 are connected in series, and resonates at a frequency f1.

周波数選択回路22はコイルL22とコンデンサC22が直列に接続された直列共振回路を形成しており、周波数f2で共振するようになっている。   The frequency selection circuit 22 forms a series resonance circuit in which a coil L22 and a capacitor C22 are connected in series, and resonates at a frequency f2.

ここで高周波バースト信号発生部50から周波数f1のバースト信号が出力されたとする。   Here, it is assumed that the burst signal having the frequency f1 is output from the high-frequency burst signal generator 50.

周波数f1のバースト信号は周波数選択回路21、周波数選択回路22にそれぞれに印加されるが、周波数選択回路21は周波数f1で直列共振するのでインピーダンスはほぼ零になる(理論的には直列共振回路における共振状態ではインピーダンスは零となるが、現実的にはコイルの純抵抗成分が残るためわずかにインピーダンスを持つ)のに対し、周波数選択回路22は、共振状態とならないのでインピーダンスを持つ。図3はこの状態を等価的に表したもので直列共振状態である周波数選択回路21はインピーダンスほぼ零の短絡状態21aとなる、言い換えれば単なる電線に等価となる。このため高周波バースト
信号発生部50から出力された周波数f1のバースト信号は、そのほとんどが周波数選択回路21を通ることになる。
The burst signal having the frequency f1 is applied to the frequency selection circuit 21 and the frequency selection circuit 22, respectively. However, since the frequency selection circuit 21 performs series resonance at the frequency f1, the impedance becomes almost zero (theoretically in the series resonance circuit). In the resonance state, the impedance becomes zero, but in reality, since the pure resistance component of the coil remains, it has a slight impedance), whereas the frequency selection circuit 22 has an impedance because it does not enter the resonance state. FIG. 3 is an equivalent representation of this state, and the frequency selection circuit 21 in the series resonance state is in a short-circuit state 21a with substantially zero impedance, in other words, equivalent to a simple electric wire. For this reason, most of the burst signal having the frequency f 1 output from the high-frequency burst signal generator 50 passes through the frequency selection circuit 21.

次に周波数選択回路21を通った周波数f1のバースト信号は、インピーダンスマッチング部30へ印加される。   Next, the burst signal having the frequency f 1 that has passed through the frequency selection circuit 21 is applied to the impedance matching unit 30.

インピーダンスマッチング部30は、共振周波数をf1としたインピーダンスマッチング回路31と共振周波数をf2としたインピーダンスマッチング回路32とが直列に接続されている。   In the impedance matching unit 30, an impedance matching circuit 31 having a resonance frequency f1 and an impedance matching circuit 32 having a resonance frequency f2 are connected in series.

インピーダンスマッチング回路31は、二次コイルL31aおよび二次コイルL31aとトランスを構成するコイルL31bとコンデンサC31が並列に接続された並列共振回路を形成しており、周波数f1で共振するようになっている。   The impedance matching circuit 31 forms a parallel resonance circuit in which a secondary coil L31a and a secondary coil L31a, a coil L31b constituting a transformer, and a capacitor C31 are connected in parallel, and resonates at a frequency f1. .

インピーダンスマッチング回路32は、二次コイルL32aおよび二次コイルL32aとトランスを構成するコイルL32bとコンデンサC32が並列に接続された並列共振回路を形成しており、周波数f2で共振するようになっている。   The impedance matching circuit 32 forms a parallel resonance circuit in which a secondary coil L32a, a secondary coil L32a, a coil L32b constituting a transformer, and a capacitor C32 are connected in parallel, and resonates at a frequency f2. .

ここで、球状表面弾性波素子に対するインピーダンスマッチングについて補足説明をする。   Here, a supplementary explanation will be given for impedance matching to the spherical surface acoustic wave device.

本実施形態で使用した球状表面弾性波素子10は動作インピーダンスが非常に高いのに対し、高周波電子機器、たとえば本実施形態で使用した高周波バースト信号発生部50や計測部60などは、入出力インピーダンスは一般的に50Ωとなっている。また図示していない接続用高周波同軸ケーブルも特性インピーダンスは50Ωである。このように50Ω系の回路に動作インピーダンスが非常に高い球状表面弾性波素子10を直接接続するとエネルギーロスが大きく効率よく球状表面弾性波素子10を駆動することができない。   The spherical surface acoustic wave element 10 used in this embodiment has a very high operating impedance, whereas the high-frequency electronic equipment such as the high-frequency burst signal generator 50 and the measurement unit 60 used in this embodiment has an input / output impedance. Is generally 50Ω. Further, the characteristic impedance of the high-frequency coaxial cable for connection not shown is 50Ω. If the spherical surface acoustic wave element 10 having a very high operating impedance is directly connected to a 50Ω circuit in this way, the energy loss is large and the spherical surface acoustic wave element 10 cannot be driven efficiently.

したがって、インピーダンスマッチング回路を高周波バースト信号発生部50および計測部60と球状表面弾性波素子10の間に挿入することにより、球状表面弾性波素子10の動作インピーダンスを50Ωもしくはその近傍の低いインピーダンスに変換し、エネルギーロスを抑え効率よく球状表面弾性波素子10を駆動することができる状態にしている。   Therefore, by inserting an impedance matching circuit between the high frequency burst signal generator 50 and the measuring unit 60 and the spherical surface acoustic wave element 10, the operating impedance of the spherical surface acoustic wave element 10 is converted to 50Ω or a low impedance in the vicinity thereof. Thus, the spherical surface acoustic wave element 10 can be driven efficiently while suppressing energy loss.

具体的には、インピーダンスマッチング回路は、コイルL31bとコンデンサC31による並列共振回路もしくは、コイルL32bとコンデンサC32による並列共振回路で構成し、並列共振状態となったとき球状表面弾性波素子10からみたインピーダンスマッチング回路は非常に高いインピーダンスとなり、動作インピーダンスが非常に高い球状表面弾性波素子10とインピーダンスマッチングがとれる。   Specifically, the impedance matching circuit is configured by a parallel resonance circuit including a coil L31b and a capacitor C31 or a parallel resonance circuit including a coil L32b and a capacitor C32, and the impedance viewed from the spherical surface acoustic wave element 10 when the parallel resonance state is obtained. The matching circuit has a very high impedance, and impedance matching can be achieved with the spherical surface acoustic wave element 10 having a very high operating impedance.

一方、インピーダンスマッチング用コイルL31bにトランスを構成するように二次コイルL31aを設け、二次コイルL31aの一端を接地し、他端を高周波バースト信号発生部50および計測部60へ接続して、高周波バースト信号発生部50および計測部60からみたインピーダンスマッチング回路のインピーダンスが、50Ωになるようにしてある。また、二次コイルL31aの巻き数は、インピーダンスマッチング用コイルL32bの巻き数より格段に少ない値である。   On the other hand, the secondary coil L31a is provided so as to form a transformer in the impedance matching coil L31b, one end of the secondary coil L31a is grounded, and the other end is connected to the high-frequency burst signal generator 50 and the measurement unit 60. The impedance of the impedance matching circuit viewed from the burst signal generator 50 and the measuring unit 60 is set to 50Ω. Further, the number of turns of the secondary coil L31a is much smaller than the number of turns of the impedance matching coil L32b.

このように、本実施形態における、インピーダンスマッチング回路は、共振状態となったとき、高周波バースト信号発生部50および計測部60と球状表面弾性波素子10のインピーダンスマッチングがとれるものである。   As described above, the impedance matching circuit according to the present embodiment can perform impedance matching between the high-frequency burst signal generation unit 50 and the measurement unit 60 and the spherical surface acoustic wave device 10 when the resonance state is achieved.

周波数選択回路21を通った周波数f1のバースト信号は、共振周波数をf1としたインピーダンスマッチング回路31で並列共振状態となり、インピーダンスマッチング回路31のインピーダンスが非常に高くなり(理論的には並列共振回路における共振状態ではインピーダンスは無限大となるが、現実的にはコイルの純抵抗成分が残るため無限大とはならない)、動作インピーダンスの非常に高い球状表面弾性波素子10とインピーダンスマッチングをとることができる。   The burst signal having the frequency f1 that has passed through the frequency selection circuit 21 enters the parallel resonance state in the impedance matching circuit 31 having the resonance frequency f1, and the impedance of the impedance matching circuit 31 becomes very high (theoretically in the parallel resonance circuit). In the resonance state, the impedance becomes infinite, but in reality, it does not become infinite because the pure resistance component of the coil remains), and impedance matching can be achieved with the spherical surface acoustic wave device 10 having a very high operating impedance. .

一方、周波数選択回路21を通った周波数f1のバースト信号は、インピーダンスマッチング回路31と直列に接続されている共振周波数をf2としたインピーダンスマッチング回路32にも流れるが、インピーダンスマッチング回路32は並列共振状態とはならないので、並列共振状態にあるインピーダンスマッチング回路31の非常に高いインピーダンスと比べ十分低い値となる。図4はこの状態を等価的に表したもので、インピーダンスマッチング回路31は、十分低い抵抗32aを介して接地されていると見なすことができる。   On the other hand, the burst signal having the frequency f1 that has passed through the frequency selection circuit 21 also flows to the impedance matching circuit 32 that is connected in series with the impedance matching circuit 31 and has a resonance frequency f2, but the impedance matching circuit 32 is in a parallel resonance state. Therefore, the value is sufficiently lower than the very high impedance of the impedance matching circuit 31 in the parallel resonance state. FIG. 4 shows this state equivalently, and the impedance matching circuit 31 can be regarded as being grounded via a sufficiently low resistance 32a.

この結果、周波数f1のバースト信号は、周波数f1に最適なインピーダンスマッチング回路31を介してインピーダンスマッチングが行われ、球状表面弾性波素子10へ駆動信号を印加する事ができる。   As a result, the burst signal having the frequency f1 is impedance-matched via the impedance matching circuit 31 that is optimal for the frequency f1, and a drive signal can be applied to the spherical surface acoustic wave device 10.

次に、すだれ状電極13は、周波数f1のバースト信号の印加により、球状部材12の表面に互いに逆方向に伝搬する弾性表面波SAW1,SAW2を励起し、表面に沿い伝搬させると共に、伝搬した表面弾性波SAW1,SAW2の図示していない合成波SAWを受信して周回受信信号を励起出力可能とする。この弾性表面波SAW1,SAW2は、すだれ状電極13を通過しながら球状部材12の表面を多重周回する。   Next, the interdigital electrode 13 excites the surface acoustic waves SAW1 and SAW2 propagating in opposite directions to the surface of the spherical member 12 by applying a burst signal having the frequency f1, propagates along the surface, and propagates the surface. A synthetic wave SAW (not shown) of the elastic waves SAW1 and SAW2 is received, and a circular received signal can be excited and output. The surface acoustic waves SAW 1 and SAW 2 make multiple rounds on the surface of the spherical member 12 while passing through the interdigital electrode 13.

周波数f1のバースト信号の印加終了後、すだれ状電極13は、励起した周回受信信号を出力する。前記周回受信信号は印加されたバースト信号と同じ周波数で返される。したがって前記周回受信信号の周波数はf1である。   After the application of the burst signal having the frequency f1, the interdigital electrode 13 outputs an excited circulation reception signal. The round received signal is returned at the same frequency as the applied burst signal. Therefore, the frequency of the round received signal is f1.

前記周回受信信号は、前記動作原理に基づきインピーダンスマッチング回路31および周波数選択回路21を通り、分離部40を経て増幅器61で検出信号を増幅し計測部60へ入力される。   The circular reception signal passes through the impedance matching circuit 31 and the frequency selection circuit 21 based on the operation principle, amplifies the detection signal by the amplifier 61 through the separation unit 40, and is input to the measurement unit 60.

次に、高周波バースト信号発生部50から周波数f2のバースト信号が出力されたとする。   Next, it is assumed that a burst signal having a frequency f2 is output from the high frequency burst signal generator 50.

周波数f2のバースト信号は周波数選択回路21、周波数選択回路22にそれぞれに印加されるが、周波数選択回路22は周波数f2で直列共振するのでインピーダンスはほぼ零になるのに対し、周波数選択回路21は、共振状態とならないのでインピーダンスを持つ。図5はこの状態を等価的に表したもので直列共振状態である周波数選択回路22はインピーダンスほぼ零の短絡状態22aとなる。このため高周波バースト信号発生部50から出力された周波数f2のバースト信号は、そのほとんどが周波数選択回路22を通ることになる。   The burst signal having the frequency f2 is applied to the frequency selection circuit 21 and the frequency selection circuit 22, respectively. Since the frequency selection circuit 22 resonates in series at the frequency f2, the impedance becomes almost zero. Since it does not become a resonance state, it has impedance. FIG. 5 is an equivalent representation of this state, and the frequency selection circuit 22 in a series resonance state is in a short-circuit state 22a with substantially zero impedance. For this reason, most of the burst signal having the frequency f 2 output from the high frequency burst signal generator 50 passes through the frequency selection circuit 22.

次に周波数選択回路22を通った周波数f2のバースト信号は、インピーダンスマッチング部30へ印加され共振周波数をf2としたインピーダンスマッチング回路32で並列共振状態となり、インピーダンスマッチング回路32のインピーダンスが非常に高くなり、動作インピーダンスの非常に高い球状表面弾性波素子10とインピーダンスマッチングをとることができる。   Next, the burst signal having the frequency f2 that has passed through the frequency selection circuit 22 is applied to the impedance matching unit 30 to be in a parallel resonance state by the impedance matching circuit 32 having the resonance frequency f2, and the impedance of the impedance matching circuit 32 becomes very high. Impedance matching can be achieved with the spherical surface acoustic wave element 10 having a very high operating impedance.

一方、周波数選択回路22を通った周波数f2のバースト信号は、インピーダンスマッチング回路32と直列に接続されている共振周波数をf1としたインピーダンスマッチング回路31にも流れるが、インピーダンスマッチング回路31は並列共振状態とはならないので、並列共振状態にあるインピーダンスマッチング回路32の非常に高いインピーダンスと比べ十分低い値となる。図6はこの状態を等価的に表したもので、インピーダンスマッチング回路32は、十分低い抵抗31aを介して球状表面弾性波素子10へ接続されていると見なすことができる。   On the other hand, the burst signal having the frequency f2 that has passed through the frequency selection circuit 22 also flows to the impedance matching circuit 31 that is connected in series with the impedance matching circuit 32 and has a resonance frequency f1, but the impedance matching circuit 31 is in a parallel resonance state. Therefore, the value is sufficiently lower than the very high impedance of the impedance matching circuit 32 in the parallel resonance state. FIG. 6 shows this state equivalently, and the impedance matching circuit 32 can be regarded as being connected to the spherical surface acoustic wave device 10 via a sufficiently low resistance 31a.

この結果、周波数f2のバースト信号は、周波数f2に最適なインピーダンスマッチング回路32を介してインピーダンスマッチングが行われ、球状表面弾性波素子10へ駆動信号を印加する事ができる。   As a result, the burst signal having the frequency f2 is impedance-matched via the impedance matching circuit 32 optimum for the frequency f2, and a drive signal can be applied to the spherical surface acoustic wave device 10.

次に、すだれ状電極13は、周波数f2のバースト信号の印加により、球状部材12の表面に互いに逆方向に伝搬する弾性表面波SAW1,SAW2を励起し、表面に沿い伝搬させると共に、伝搬した表面弾性波SAW1,SAW2の合成波SAWを受信して周回受信信号を励起出力可能とする。この弾性表面波SAW1,SAW2は、すだれ状電極13を通過しながら球状部材12の表面を多重周回する。   Next, the interdigital electrode 13 excites the surface acoustic waves SAW1 and SAW2 propagating in opposite directions to the surface of the spherical member 12 by applying a burst signal of the frequency f2, and propagates along the surface and propagates the surface. The synthesized wave SAW of the elastic waves SAW1 and SAW2 is received, and the circulation reception signal can be excited and output. The surface acoustic waves SAW 1 and SAW 2 make multiple rounds on the surface of the spherical member 12 while passing through the interdigital electrode 13.

周波数f2のバースト信号の印加終了後、すだれ状電極13は、励起した周回受信信号を出力する。前記周回受信信号は印加されたバースト信号と同じ周波数で返される。したがって前記周回受信信号の周波数はf2である。   After the application of the burst signal of frequency f2, the interdigital electrode 13 outputs an excited round reception signal. The round received signal is returned at the same frequency as the applied burst signal. Therefore, the frequency of the round received signal is f2.

前記周回受信信号は、前記動作原理に基づきインピーダンスマッチング回路32および周波数選択回路22を通り、分離部40を経て増幅器61で検出信号を増幅し計測部60へ入力される。   The circular reception signal passes through the impedance matching circuit 32 and the frequency selection circuit 22 based on the operating principle, amplifies the detection signal by the amplifier 61 through the separation unit 40, and is input to the measurement unit 60.

上述したように、本実施形態によれば、高周波バースト信号発生部50より出力された高周波バースト信号は、その周波数に適合したマッチング回路が受動的に自動選択されてインピーダンスマッチングが行われ、球状表面弾性波素子10を駆動する。   As described above, according to the present embodiment, the high-frequency burst signal output from the high-frequency burst signal generation unit 50 is subjected to impedance matching by passively automatically selecting a matching circuit suitable for the frequency, and thus having a spherical surface. The acoustic wave element 10 is driven.

球状表面弾性波素子10より出力される周回受信信号は、その周波数に適合したインピーダンスマッチング回路を受動的に自動選択し、インピーダンスマッチングを行い計測部60へ入力される。   The circular reception signal output from the spherical surface acoustic wave device 10 is passively and automatically selected an impedance matching circuit suitable for the frequency, impedance-matched, and input to the measuring unit 60.

以上の説明は、周回経路が単一経路の場合で説明したが、この周波数毎に異なる経路に信号を印加し、計測するものであっても構わない。   Although the above description has been made in the case where the circulation path is a single path, a signal may be applied to a different path for each frequency and measured.

次に、本実施形態に関連する実施例1について述べる。   Next, Example 1 related to the present embodiment will be described.

<実施例1>
複数周波数を20MHzおよび、45MHzの2つの周波数として、球状表面弾性波素子を駆動し、その周回受信信号を計測部60で測定した。
<Example 1>
The spherical surface acoustic wave element was driven with a plurality of frequencies set to two frequencies of 20 MHz and 45 MHz, and the round reception signal was measured by the measuring unit 60.

本実施例の構成を示した模式図は、図1に示すとおりで第1の実施形態と同様であるので説明は省略する。   The schematic diagram showing the configuration of the present example is as shown in FIG. 1 and is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図7は、は本実施例で使用する球状弾性表面波素子の構成を示した模式図である。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a spherical surface acoustic wave element used in this example.

球状弾性表面波素子10Sに用いるすだれ状電極は、2つのすだれ状電極13a,13
bを、球状部材12に接して形成する。すだれ状電極13aは20MHzで、13bは45MHzで表面弾性波が発生する電極パターンを持ち、同一の伝搬面11に弾性表面波を励起する。2つのすだれ状電極13a,13bは、電気的には並列接続されている。
The interdigital electrodes used for the spherical surface acoustic wave element 10S are two interdigital electrodes 13a and 13a.
b is formed in contact with the spherical member 12. The interdigital electrode 13a has an electrode pattern in which surface acoustic waves are generated at 20 MHz, and 13b has 45 MHz, and excites surface acoustic waves on the same propagation surface 11. The two interdigital electrodes 13a and 13b are electrically connected in parallel.

なお、すだれ状電極13a,13bに15MHzと45MHzのように、一方の周波数が他方の周波数の整数倍となる駆動信号で、同一の伝搬面に弾性表面波を励起すると、一方のすだれ状電極が他方のすだれ状電極が励起した弾性表面波の周回を阻害することがある。そのため、15MHzと45MHzの組合せより、20MHzと45MHzのような組合せの方が望ましい。   When a surface acoustic wave is excited on the same propagation surface with a driving signal in which one frequency is an integral multiple of the other frequency, such as 15 MHz and 45 MHz, in the interdigital electrodes 13a and 13b, one interdigital electrode The other interdigital electrode may inhibit the circulation of the surface acoustic wave excited. Therefore, a combination such as 20 MHz and 45 MHz is more desirable than a combination of 15 MHz and 45 MHz.

高周波バースト信号発生部50は、駆動信号としての20MHzの高周波バースト信号および45MHzの高周波バースト信号を交互に出力する。いずれも出力電力は、20dBmである。   The high frequency burst signal generator 50 alternately outputs a 20 MHz high frequency burst signal and a 45 MHz high frequency burst signal as drive signals. In either case, the output power is 20 dBm.

まず20MHzのバースト信号をゲート時間100μSで送出後、50μSの計測時間待機の後、45MHzの周波数の高周波バースト信号をゲート時間100μSで送出し50μSの計測時間待機をする。その後は上記タイミングを繰り返し行う。   First, a 20 MHz burst signal is transmitted at a gate time of 100 μS, and after waiting for a measurement time of 50 μS, a high frequency burst signal of a frequency of 45 MHz is transmitted at a gate time of 100 μS and a measurement time of 50 μS is waited. Thereafter, the above timing is repeated.

したがって、前記2つの周波数の高周波バースト信号は、150μSごとに切り替えられることになる。   Therefore, the high frequency burst signal of the two frequencies is switched every 150 μS.

計測部60は、連続して受信可能な状態となっており、任意時間の周回受信信号強度を測定することができ、本実施例では、バースト信号送出後20μs後の周回受信信号強度を測定した。   The measurement unit 60 is in a state in which reception is possible continuously, and can measure the cyclic reception signal intensity for an arbitrary time. In this embodiment, the cyclic reception signal intensity 20 μs after the burst signal is transmitted was measured. .

その結果、20MHzの高周波バースト信号印加時、周回受信信号は平均0.3dBm。45MHzの高周波バースト信号印加時、周回受信信号は平均4.6dBmであった。   As a result, when a high frequency burst signal of 20 MHz is applied, the circulating reception signal averages 0.3 dBm. When a high frequency burst signal of 45 MHz was applied, the circulating reception signal was an average of 4.6 dBm.

20MHzおよび45MHzの高周波信号の交互の切り替え時間が150μSのように高速であった場合、電磁リレーのような機械接点を持ったスイッチでは当然として切り替えられないし、フォトモスリレーのような電子スイッチでも内部容量の関係から切り替えにはmS単位以上の時間がかかり、このような状態で駆動計測を行っても正しいインピーダンスマッチングが行われず、受信される周回受信信号強度は−30dBm以下となる。   When the switching time of high frequency signals of 20 MHz and 45 MHz is as fast as 150 μS, it cannot be switched naturally with a switch having a mechanical contact such as an electromagnetic relay, or even an electronic switch such as a photo mos relay Switching takes a time of mS unit or more due to the capacity relationship, and even if drive measurement is performed in such a state, correct impedance matching is not performed, and the received circular received signal strength is −30 dBm or less.

従って、実施例1の実験は、150μSの高速切り替えでありながら、良好に動作していることを示している。   Therefore, the experiment of Example 1 shows that it is operating satisfactorily while switching at a high speed of 150 μS.

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described.

本実施形態の構成を示す模式図は、第1の実施形態における図1と図2と同様であるので説明は省略する。以上のように構成された前記球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置の動作を説明する。   The schematic diagram showing the configuration of the present embodiment is the same as FIGS. 1 and 2 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The operation of the multi-frequency drive measuring device for the spherical surface acoustic wave device configured as described above will be described.

本実施形態では、複数周波数を第1周波数f1および、第2周波数f2(ただしf1<1.3×f2またはf1>1.3×f2)の2つの周波数としている。   In the present embodiment, a plurality of frequencies are set to two frequencies of a first frequency f1 and a second frequency f2 (where f1 <1.3 × f2 or f1> 1.3 × f2).

高周波バースト信号発生部50は、第1周波数f1および、第2周波数f2のバースト信号を合成して同時に発生させる。   The high frequency burst signal generator 50 synthesizes and simultaneously generates burst signals of the first frequency f1 and the second frequency f2.

第1周波数f1および、第2周波数f2を合成したバースト信号は、周波数選択部20へ印加されるが、周波数選択回路21を通過する前記バースト信号は周波数選択回路21の作用により周波数f1のみ、周波数選択回路22を通過する前記バースト信号は周波数選択回路22の作用により周波数f2のみが通過する。   The burst signal obtained by synthesizing the first frequency f1 and the second frequency f2 is applied to the frequency selection unit 20, but the burst signal passing through the frequency selection circuit 21 has only the frequency f1 due to the action of the frequency selection circuit 21. Only the frequency f2 passes through the burst signal passing through the selection circuit 22 due to the action of the frequency selection circuit 22.

周波数選択回路21を通った周波数f1のバースト信号は、共振周波数をf1としたインピーダンスマッチング回路31で並列共振状態となり、インピーダンスマッチング回路31のインピーダンスが非常に高くなり、動作インピーダンスの非常に高い球状表面弾性波素子10とインピーダンスマッチングをとることができる。   The burst signal having the frequency f1 that has passed through the frequency selection circuit 21 enters a parallel resonance state in the impedance matching circuit 31 having a resonance frequency f1, and the impedance of the impedance matching circuit 31 becomes very high, and the spherical surface having a very high operating impedance. Impedance matching can be achieved with the acoustic wave element 10.

周波数選択回路22を通った周波数f2のバースト信号は、共振周波数をf2としたインピーダンスマッチング回路32で並列共振状態となり、インピーダンスマッチング回路32のインピーダンスが非常に高くなり、動作インピーダンスの非常に高い球状表面弾性波素子10とインピーダンスマッチングをとることができる。   The burst signal having the frequency f2 that has passed through the frequency selection circuit 22 enters a parallel resonance state in the impedance matching circuit 32 having a resonance frequency f2, and the impedance of the impedance matching circuit 32 becomes very high, and the spherical surface having a very high operating impedance. Impedance matching can be achieved with the acoustic wave element 10.

次に、すだれ状電極13は、周波数f1およびf2の各バースト信号の印加により、球状部材12の表面に互いに逆方向に伝搬する弾性表面波SAW1,SAW2を励起し、表面に沿い伝搬させると共に、伝搬した表面弾性波SAW1,SAW2の合成波SAWを受信して周回受信信号を励起出力可能とする。この弾性表面波SAW1,SAW2は、すだれ状電極13を通過しながら球状部材12の表面を多重周回する。   Next, the interdigital electrode 13 excites the surface acoustic waves SAW1 and SAW2 propagating in opposite directions to the surface of the spherical member 12 by applying each burst signal having the frequencies f1 and f2, and propagates along the surface. The synthesized wave SAW of the propagated surface acoustic waves SAW1 and SAW2 is received, and the circular received signal can be excited and output. The surface acoustic waves SAW 1 and SAW 2 make multiple rounds on the surface of the spherical member 12 while passing through the interdigital electrode 13.

周波数f1およびf2の合成バースト信号の印加終了後、すだれ状電極13は、励起した周回受信信号を出力する。前記周回受信信号は印加されたバースト信号と同じ周波数で返される。したがって前記周回受信信号の周波数はf1とf2を合成したものである。   After the application of the composite burst signal having the frequencies f1 and f2, the interdigital electrode 13 outputs the excited round reception signal. The round received signal is returned at the same frequency as the applied burst signal. Therefore, the frequency of the round received signal is a combination of f1 and f2.

前記周回受信信号は、前記動作原理に基づきインピーダンスマッチング部30および周波数選択部20を通り、分離部40を経て増幅器61で検出信号を増幅し計測部60へ入力される。   The circular reception signal passes through the impedance matching unit 30 and the frequency selection unit 20 based on the operation principle, amplifies the detection signal by the amplifier 61 via the separation unit 40, and is input to the measurement unit 60.

上述したように、本実施形態によれば、高周波バースト信号発生部50より出力された高周波合成バースト信号は、その周波数に適合したインピーダンスマッチング回路が受動的に自動選択されてインピーダンスマッチングが行われ、球状表面弾性波素子10を駆動する。   As described above, according to the present embodiment, the high frequency synthesized burst signal output from the high frequency burst signal generator 50 is passively automatically selected by the impedance matching circuit suitable for the frequency, and impedance matching is performed. The spherical surface acoustic wave element 10 is driven.

球状表面弾性波素子10より出力される周回受信信号は、その周波数に適合したインピーダンスマッチング回路を受動的に自動選択し、インピーダンスマッチングを行い計測部60へ入力される。   The circular reception signal output from the spherical surface acoustic wave device 10 is passively and automatically selected an impedance matching circuit suitable for the frequency, impedance-matched, and input to the measuring unit 60.

次に、本実施形態に関連する実施例2について述べる。   Next, Example 2 related to the present embodiment will be described.

<実施例2>
複数周波数を20MHzおよび、45MHzの2つの周波数として、球状表面弾性波素子を駆動し、その周回受信信号を計測部60で測定した。
<Example 2>
The spherical surface acoustic wave element was driven with a plurality of frequencies set to two frequencies of 20 MHz and 45 MHz, and the round reception signal was measured by the measuring unit 60.

本実施例の構成を示した模式図は、第1の実施形態における図1と同様であるので説明は省略する。   The schematic diagram showing the configuration of this example is the same as that of FIG. 1 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

また、本実施例で使用する球状弾性表面波素子の構成を示した模式図は、実施例1における図7と同様であるので説明は省略する。   Further, the schematic diagram showing the configuration of the spherical surface acoustic wave element used in this embodiment is the same as that in FIG.

高周波バースト信号発生部50は、駆動信号として20MHzの高周波バースト信号および45MHzの高周波バースト信号を合成し出力する。出力電力は、20dBmである。   The high frequency burst signal generator 50 synthesizes and outputs a 20 MHz high frequency burst signal and a 45 MHz high frequency burst signal as drive signals. The output power is 20 dBm.

計測部60は、連続して受信可能な状態となっており、任意時間の周回受信信号強度を測定することができ、本実施例では、バースト信号送出後20μs後の周回受信信号強度を測定した。   The measurement unit 60 is in a state in which reception is possible continuously, and can measure the cyclic reception signal intensity for an arbitrary time. In this embodiment, the cyclic reception signal intensity 20 μs after the burst signal is transmitted was measured. .

計測部60で受信した、周回受信信号強度は、20MHzと45MHzの合成波であるので、図示していない計算機によって高速フーリエ変換を行い20MHz成分と45MHz成分に分離した。   Since the round received signal intensity received by the measuring unit 60 is a combined wave of 20 MHz and 45 MHz, fast Fourier transform was performed by a computer (not shown) to separate it into a 20 MHz component and a 45 MHz component.

その結果、20MHzの周回受信信号は平均−1.0dBm。45MHzの周回受信信号は平均3.6dBmであった。   As a result, the average frequency of the 20 MHz round received signal is -1.0 dBm. The average number of 45 MHz round received signals was 3.6 dBm.

本実施例のように周波数成分ごとに適したインピーダンスマッチングを行わず駆動計測を行ってもエネルギーロスが大きく、受信される周回受信信号強度は−40dBm以下となる。   Even if drive measurement is performed without performing impedance matching suitable for each frequency component as in this embodiment, the energy loss is large, and the received round-trip received signal intensity is -40 dBm or less.

従って、実施例2の実験は、2つの周波数の同時駆動でありながら、良好に動作していることを示している。   Therefore, the experiment of Example 2 shows that it is operating well while simultaneously driving two frequencies.

このように、複数の周波数で球状表面弾性波素子を駆動計測する装置において、前記複数の周波数にそれぞれ適合する複数個のインピーダンスマッチング回路をスイッチ等により切り替える必要が無くなったので、高速に駆動計測周波数を変更することおよび、複数の駆動周波数を合成し同時に出力することが可能となった
なお、本願発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。
As described above, in the device for driving and measuring the spherical surface acoustic wave element at a plurality of frequencies, it is not necessary to switch a plurality of impedance matching circuits respectively adapted to the plurality of frequencies by using a switch or the like. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, but is within the scope not departing from the gist thereof at the implementation stage. The component can be modified and embodied. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態にかかる球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the multi-frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave element concerning the 1st Embodiment of this invention. 同実施形態にかかる球状表面弾性波素子の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the spherical surface acoustic wave element concerning the embodiment. 同実施形態にかかる動作を説明するための等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation according to the embodiment. 同実施形態にかかる動作を説明するための等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation according to the embodiment. 同実施形態にかかる動作を説明するための等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation according to the embodiment. 同実施形態にかかる動作を説明するための等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation according to the embodiment. 本発明の実施例1にかかる球状表面弾性波素子の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the spherical surface acoustic wave element concerning Example 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…球状表面弾性波素子、11…伝搬面、12…球状部材,13、13a、13b…すだれ状電極、20…周波数選択部、21、22…周波数選択回路、21a、22a…等価回路、30…インピーダンスマッチング部、31、32…インピーダンスマッチング回路、31a、32a…等価回路、40…分離部、50…高周波バースト信号発生部、60…計測部、61…増幅器、C21、C22、C31、C32…コンデンサ、L21、L22、L31a、L31b、L32a、L32b…コイル、R…抵抗   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Spherical surface acoustic wave element, 11 ... Propagation surface, 12 ... Spherical member, 13, 13a, 13b ... Interdigital electrode, 20 ... Frequency selection part, 21, 22 ... Frequency selection circuit, 21a, 22a ... Equivalent circuit, 30 ... impedance matching section 31, 32 ... impedance matching circuit, 31a, 32a ... equivalent circuit, 40 ... separation section, 50 ... high frequency burst signal generation section, 60 ... measurement section, 61 ... amplifier, C21, C22, C31, C32 ... Capacitor, L21, L22, L31a, L31b, L32a, L32b ... Coil, R ... Resistance

Claims (6)

球状表面弾性波素子に複数の周波数で駆動信号を印加するための駆動系回路と、
前記球状表面弾性波素子から出力される複数の周波数の周回受信信号を計測するため計測系回路と、
で構成される球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置であって、
前記駆動系回路および前記計測系回路から前記球状表面弾性波素子の間に、前記複数の周波数でそれぞれ共振する複数個の直列共振回路および、複数個の並列共振回路を備えたことを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
A drive circuit for applying drive signals at a plurality of frequencies to the spherical surface acoustic wave device;
A measurement system circuit for measuring a circular reception signal of a plurality of frequencies output from the spherical surface acoustic wave element;
A multi-frequency driving measurement device for a spherical surface acoustic wave device comprising:
A plurality of series resonance circuits and a plurality of parallel resonance circuits each resonating at the plurality of frequencies are provided between the driving system circuit and the measurement system circuit and the spherical surface acoustic wave device. Multi-frequency drive measuring device for spherical surface acoustic wave device.
請求項1の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数の周波数がそれぞれ少なくとも1.3倍以上離れていることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
In the multiple frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave device according to claim 1,
A multi-frequency drive measurement apparatus for a spherical surface acoustic wave device, wherein a plurality of frequencies for drive measurement are at least 1.3 times apart from each other.
請求項1または請求項2の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は同時には一つの周波数を出力し、これを順次切り替えることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
In the multiple frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave device according to claim 1 or 2,
A multi-frequency driving measurement apparatus for a spherical surface acoustic wave device, wherein a plurality of driving signals for driving measurement simultaneously output one frequency and sequentially switch between them.
請求項1または請求項2の球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は、同時に複数周波数の合成駆動信号を出力することを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
In the multiple frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave device according to claim 1 or 2,
A multi-frequency drive measurement apparatus for a spherical surface acoustic wave device, wherein a drive signal of a plurality of frequencies for driving measurement outputs a composite drive signal of a plurality of frequencies simultaneously.
請求項1から4何れかの球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は、同一経路に印加するための駆動系回路であり、出計測系回路がその同一経路の周回受信信号を計測する計測系回路であることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
In the multiple frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 4,
A spherical surface characterized in that drive signals of a plurality of frequencies for driving measurement are drive system circuits for applying to the same path, and the outgoing measurement system circuit is a measurement system circuit for measuring a circulating reception signal of the same path Multi-frequency drive measurement device for acoustic wave elements.
請求項1から4何れかの球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置において、
駆動計測する複数周波数の駆動信号は、周波数毎に異なる経路に印加するための駆動系回路であり、出計測系回路がその周波数毎に異なる経路の周回受信信号を各々計測する計測系回路であることを特徴とする球状表面弾性波素子の複数周波数駆動計測装置。
In the multiple frequency drive measuring device of the spherical surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 4,
A drive signal of a plurality of frequencies for driving measurement is a drive system circuit for applying to different paths for each frequency, and an output measurement system circuit is a measurement system circuit for measuring each round reception signal of a different path for each frequency. A multi-frequency driving measurement apparatus for a spherical surface acoustic wave device.
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