JP2596447B2 - 周波数弁別装置 - Google Patents

周波数弁別装置

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JP2596447B2 JP63120902A JP12090288A JP2596447B2 JP 2596447 B2 JP2596447 B2 JP 2596447B2 JP 63120902 A JP63120902 A JP 63120902A JP 12090288 A JP12090288 A JP 12090288A JP 2596447 B2 JP2596447 B2 JP 2596447B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、通過周波数の異なる複数個の弾性表面波
フィルタからなる周波数弁別装置に関するものである。
[従来の技術] 第4図は、例えば1975年Ultrasonics Symposium Proc
eedings,IEEE Cat #75 CHO 994−4 SU pp311〜314に示
されている従来の周波数弁別装置の例であるフィルタバ
ンクを示す図である。
この図において、(1)は弾性表面波フィルタであ
り、電気信号を弾性表面波に変換する入力側すだれ状電
極(2−a)と、弾性表面波を再び電気信号に変換する
出力側すだれ状電極(2−b)とから構成される。
複数個の弾性表面波フィルタ(1)は、入力側すだれ
状電極(2−a)を並列要素とし、これを直列要素であ
るインダクタ(3)で梯子形に接続されてなる。
また、各弾性表面波フィルタ(1)の出力側すだれ状
電極(2−b)の出力端が、フィルタバンクの各出力端
子(4)となり、これに各々負荷抵抗(5)が接続され
る。
また、(6)は電源抵抗、(7)は信号源、(8)は
終端抵抗である。
第4図に示すフィルタバンクは、直流要素である2個
づつのインダクタ(3)と、並列要素である入力側すだ
れ状電極(2−a)とからなるT形回路を縦続接続した
構造となっている、ここでは動作を解り易くするため、
第5図に示すT形回路1セクションの特性について説明
する。
弾性表面波フィルタ(1)が通過域となる周波数で
は、入力側すだれ状電極(2−a)は、第7図(a)に
示す等価回路となる。
ここで、コンデンサ(9)は、入力側すだれ状電極
(2−a)の静電容量に相当する。
また、抵抗(10)は放射抵抗であり、この抵抗(10)
で消費される電力が弾性表面波へ変換される電力に相当
する。
通過周波数以外では、弾性表面波は励振されないの
で、入力側すだれ状電極(2−a)は、第7図(a)に
示すコンデンサ(9)のみの等価回路となる。
従って上記通過周波数以外では、T形回路は低域通過
特性を示す。
第6図は、このT形回路の低域通過特性、即ち、終端
抵抗(8)への通過電力Pを示している。
通過電力が−3dBとなる周波数である遮断周波数fc
は、インダクタ(3)のインダクタンスと入力側すだれ
状電極(2−a)の静電容量とから決まる。
遮断周波数fcよりも低い周波数では、弾性表面波フィ
ルタ(1)の通過周波数foを除けば、T形回路は第7図
(b)の等価回路のようになっているので、T形回路へ
入力した電力は、全て終端抵抗(8)へ出力される。即
ち、T形回路は単なる伝送線路として動作する。
一方、弾性表面波フィルタ(1)の通過周波数では、
T形回路は第7図(a)の等価回路となっているので、
通過電力PEのレベが僅かに下がる。
これに対応して、第6図には、負荷抵抗(5)への通
過電力P1,P2,P3,を示している。
ここで、P1は弾性表面波フィルタ(1)の基本波にお
ける通過電力であり、P2は弾性表面波フィルタ(1)の
バルク波による不要なスプリアス応答による通過電力で
ある。P3は3倍高調波による通過電力である。
次に、上記1セクションのT形回路を多段に縦続接続
して第4図に示すようにフィルタバンクを構成した場合
について説明する。
T形回路の遮断周波数fcよりも低く、且つ、弾性表面
波フィルタ(1)の通過周波数と異なる周波数に対して
は、各T形回路は単なる伝送路として動作しているの
で、各々通過周波数の異なる弾性表面波フィルタ(1)
から構成した複数個のT形回路を多段に縦続接続して
も、各弾性表面波フィルタ(1)の通過周波数における
負荷抵抗(5)での出力レベルは、T形回路1セクショ
ンの場合とほぼ同じである。
ところで、フィルタバンクは各弾性表面波フィルタ
(1)の基本波における通過電力P1のみを出力し、他の
周波数成分のレベルは充分低いことが必要である。従っ
て通過電力P2,P3は不要なスプリアス成分である。
従来のこの種のフィルタバンクでも、T形回路の低域
通過特性を利用して通過電力P2,P3のレベルを僅かに低
減できる。
すなわち、T形回路の阻止域を通過電力P2,P3の周波
数範囲におくことにより、フィルタバンクの出力端子
(4)における不要なスプリアス応答による通過電力
P2,P3を、フィルタバンクを構成しない弾性表面波フィ
ルタ(1)単体の場合よりも僅かにレベルを低下させる
ことができる。
[発明が解決しようとする課題] 従来のフィルタバンクは以上のように構成されている
ので、T形回路1セクションあたりの阻止域における通
過電力の減衰量が小さくなるため、信号線(7)に近い
セクションの弾性表面波フィルタ(1)ほど、T形回路
による減衰効果が得にくくなり、スプリアス成分を含む
通過電力P2,P3を殆ど低減できないという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたものであり、信号源に近いセクションの弾性表面波
フィルタを含む全てのセクションの弾性表面波フィルタ
に対して、スプリアス成分を含む通過電力を充分に低減
できる周波数弁別装置を得ることを目的としている。
[課題を解決するための手段] この発明に係わる周波数弁別装置は、電気信号と弾性
表面波との変換を行う動作周波数が異なる弾性表面波フ
ィルタの入力側すだれ状電極を並列要素とし、誘導性リ
アクタンス素子と容量性リアクタンス素子との並列回路
を直列要素として構成したT型回路を複数個縦続接続
し、上記T型回路は、上記誘導性リアクタンス素子と上
記弾性表面波フィルタの入力側すだれ状電極の静電容量
により決定される遮断周波数を有する低域通過特性を有
し、かつ上記誘導性リアクタンス素子、上記容量性リア
クタンス素子及び上記入力側すだれ状電極の入力インピ
ーダンスの共振によって生じる減衰極を有し、上記各T
型回路の減衰極は上記遮断周波数より高域に設定され、
かつ上記各動作周波数の3倍高調波領域に設定される。
[作用] この発明における周波数弁別装置は、直列要素にイン
ダクタとコンデンサとの並列回路を用いることにより、
遮断周波数fcよりも高い任意の周波数に減衰極を形成す
ることができ、これによって各T形回路の減衰量を増大
させ、信号源に近いセクションも含めて、全ての弾性表
面波フィルタにおいて不要なスプリアス成分となる通過
電力を大きく低減させるように動作する。
[実施例] 以下、この発明の周波数弁別装置の一実施例であるフ
ィルタバンクを図について説明する。
第1図において、(1)は弾性表面波フィルタであ
り、入力側すだれ状電極(2−a)を並列要素とし、イ
ンダクタ(3)とコンデンサ(11)とを並列接続した回
路を直接要素としてT形回路を構成している。
このT形回路を多段に縦続接続してフィルタバンクが
構成される。また、通過周波数の異なる複数個の弾性表
面波フィルタ(1)の出力側すだれ状電極(2−b)の
出力側が、フィルタバンクの各セクションの出力端子
(4)となっており、これに負荷抵抗(5)が接続され
ている。そして、T形回路を多段に縦続接続した構造の
回路は、終端抵抗(8)で終端される。
次に動作について説明する。
直列要素がインダクタ(3)とコンデンサ(11)とを
並列接続したこの発明の回路で構成されるT形回路1セ
クションの構成および特性は、第2図及び第3図に示す
ようになる。
第2図はT形回路の構成を示し、第3図は終端抵抗
(8)への通過電力PEおよび負荷抵抗(5)へ通過電力
P1,P2,P3の帯域特性を示す。
ここで、P1は弾性表面波フィルタ(1)の基本波によ
る通過電力、P2はバルク波による通過電力、P3は3倍高
調波による通過電力であり、このうち通過電力P2,P3
不要なスプリアス成分である。
このT形回路の通過特性には、遮断周波数fcよりも高
い任意の周波数に減衰極Dを形成することができる特徴
がある。
この減衰極Dは、直列要素であるインダクタ(3)と
コンデンサ(11)および並列要素である入力側すだれ状
電極(2−a)の入力インピーダンスとの共振によって
生じる。
これを利用して、例えば第3図に示すように、スプリ
アス成分P3が生じる周波数帯域に減衰極Dを作れば、ス
プリアス成分P3を大きく低減できる。
減衰極Dより低い周波数では、インダクタ(3)のイ
ンピーダンスの方が小さいために、直列要素のインピー
ダンス特性は主にインダクタ(3)によって決まる。
このため減衰極Dより低い周波数では、インダクタ
(3)のみを直列要素とした従来の場合とほぼ同じ特性
を有し、遮断周波数fcより低い周波数において、T形回
路は従来と同様の伝達特性を示す。
即ち、T形回路を多段に縦続接続しても、各弾性表面
波フィルタ(1)の通過周波数における負荷抵抗(5)
での出力レベルは、従来の場合と同様に、T形回路1セ
クションの場合とほぼ同じである。
さらに、各弾性表面波フィルタ(1)のスプリアス成
分P2,P3の生じる周波数は各弾性表面波フィルタ(1)
毎に異なるため、各T形回路毎に減衰極Dの生じる周波
数を所望の値に設定することにより、全ての弾性表面波
フィルタ(1)のスプリアス成分を有効に低減すること
ができる。
各T形回路を縦続接続した場合について、さらに説明
する。
図1に示すような複数のT形回路を縦続接続した回路
において、その中の1セクションのT形回路に注目する
と、そのT形回路の並列要素を構成する弾性表面波フィ
ルタ(1)の通過特性に大きな影響を与えるのは、この
弾性表面波フィルタ(1)よりも信号源(7)側の各T
形回路の通過特性である。
これは、信号源(7)から入力した信号が、上記弾性
表面波フィルタ(1)を並列要素とするT形回路に至る
までに通過する各T形回路の通過特性の影響を大きく受
けるためである。このため弾性表面波フィルタ(1)の
不要なスプリアス成分P2,P3に対する減衰効果は、上記
T形回路が多段であるほど大きいため、信号源(7)か
らより離れた位置にある弾性表面波フィルタ(1)ほ
ど、不要なスプリアス成分P2,P3に対して大きな減衰を
受ける。このため、信号源(7)より離れた位置にある
弾性表面波フィルタ(1)では、特に大きなスプリアス
成分、例えば図3におけるP3成分のみを減衰極Dによっ
て、選択的に低減させるのが適しており、この発明に係
るインダクタ(3)とコンデンサ(11)とを並列接続し
た直列要素の使用が不可欠である。
このときに使用するT形回路の特性が、減衰極D以外
の周波数における減衰量が大きくなくても、上記弾性表
面波フィルタ(1)よりも上記信号源(7)側の多くの
T形回路にて、大きな減衰を得ているために、大きな問
題とはならない。
一方、信号源(7)に近い位置にある弾性表面波フィ
ルタ(1)では、信号源(7)と弾性表面波フィルタ
(1)との間にあるT形回路の段数が少ない。
このため、少ない段数で、大きな減衰を得ることが必
要であり、この発明に係るインダクタ(3)とコンデン
サ(11)との並列回路を直列要素としたT形回路の有す
る減衰極Dによって、大きな減衰量を実現することが不
可欠である。
このとき、減衰量D以外の周波数における弾性表面波
フィルタ(1)のスプリアス成分が問題になる場合に
は、弾性表面波フィルタ(1)の替わりに、コンデンサ
のみを並列要素としたT形回路部分を挿入すれば良い。
これによってT形回路は、1段段数が増加するが、第
5図に示したような従来のこの種のインダクタ(3)の
みを直列要素とする回路構成では、特に遮断周波数に近
い周波数ほど減衰させるのが難しく、この発明に係わる
インダクタ(3)とコンデンサ(11)との並列回路を直
列要素とするT形回路を用いる効果は絶大である。
なお、上記実施例では、並列要素として入力側すだれ
状電極(2−a)のみを用いた場合を示したが、これに
コンデンサを並列接続あるいは直列接続した場合に適用
してもよい。
また、各T形回路には、1個の入力側すだれ状電極
(2−a)からなる並列要素を用いたが、1個のT形回
路の並列要素として複数個の入力側すだれ状電極(2−
a)を並列接続あるいは直列接続した場合に適用しても
良い。しかもこれらの入力側すだれ状電極(2−a)
は、異なる通過周波数を有する複数個の弾性表面波フィ
ルタ(1)のものであっても、単一の弾性表面波フィル
タ(1)のものであっても良い。
また、全てのT形回路の減衰極Dの生じる周波数が異
なる必要はなく、全て同一としても良いし、一部だけ他
と変えてあっても良い。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、それぞれのT
形回路で減衰極を作っており、個別で不要信号を落とす
ので、後段では重畳されて大きな抑制効果が得られる。
また、所要の周波数範囲では、従来のものに比べて大き
な抑制効果が得られる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すフィルタバンクの
回路図、 第2図は、直列要素にインダクタとコンデンサとを並列
接続したT形回路の1セクション分を示す回路図、 第3図は、第2図に示す回路の通過電力の帯域特性図、 第4図は、従来のこの種のフィルタバンクを示す回路
図、 第5図は、直列要素にインダクタのみを用いたT形回路
の1セクション分を示す回路図、 第6図は、第5図に示す回路の通過電力の帯域特性図、 第7図は、直列要素にインダクタのみを用いたT形回路
の弾性表面波フィルタの通過周波数における等価回路
と、このT形回路の通過周波数以外の周波数における等
価回路を示す図である。 各図において、(1)は弾性表面波フィルタ、(2−
a)は入力側すだれ状電極、(3)はインダクタ、
(7)は信号源、(11)はコンデンサである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永塚 勉 神奈川県鎌倉市大船5丁目1番1号 三 菱電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−47116(JP,A) 特開 昭51−131242(JP,A) 実開 昭60−153026(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気信号と弾性表面波との変換を行う動作
    周波数が異なる弾性表面波フィルタの入力側すだれ状電
    極を並列要素とし、誘導性リアクタンス素子と容量性リ
    アクタンス素子との並列回路を直列要素として構成した
    T型回路を複数個縦続接続し、上記T型回路は、上記誘
    導性リアクタンス素子と上記弾性表面波フィルタの入力
    側すだれ状電極の静電容量により決定される遮断周波数
    を有する低域通過特性を有し、かつ上記誘導性リアクタ
    ンス素子、上記容量性リアクタンス素子及び上記入力側
    すだれ状電極の入力インピーダンスの共振によって生じ
    る減衰極を有し、上記各T型回路の減衰極は上記遮断周
    波数より高域に設定され、かつ上記各動作周波数の3倍
    高調波領域に設定されることを特徴とする周波数弁別装
    置。
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