JP3198563B2 - 表面波装置 - Google Patents
表面波装置Info
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- JP3198563B2 JP3198563B2 JP29301791A JP29301791A JP3198563B2 JP 3198563 B2 JP3198563 B2 JP 3198563B2 JP 29301791 A JP29301791 A JP 29301791A JP 29301791 A JP29301791 A JP 29301791A JP 3198563 B2 JP3198563 B2 JP 3198563B2
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- JP
- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- wave device
- piezoelectric substrate
- wavelength
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＢＧＳ波のような変位
が表面伝播方向と垂直な方向の変位を主体とするＳＨタ
イプの表面波を利用した表面波装置に関し、特に、共振
点より低周波数領域側におけるスプリアス振動の発生が
生じ難い端面反射型の表面波装置に関する。
が表面伝播方向と垂直な方向の変位を主体とするＳＨタ
イプの表面波を利用した表面波装置に関し、特に、共振
点より低周波数領域側におけるスプリアス振動の発生が
生じ難い端面反射型の表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電基板を伝播する表面波のうち、変位
が表面波伝播方向と垂直な方向の変位を主体とするＳＨ
タイプの表面波として、ＢＧＳ波やラブ波等が知られて
いる。ＢＧＳ波を利用した表面波装置として、図２に示
す端面反射型の表面波共振子が公知である。表面波共振
子１は、矩形の圧電基板２の上面に一対のくし歯電極
３，４を形成した構造を有する。圧電基板２は、圧電性
セラミックス等からなり、該圧電基板２の主面と平行な
方向Ｐに分極処理されている。くし歯電極３，４は、複
数本の電極指３ａ，４ａを有し、電極指３ａ，４ａが互
いに間挿し合うように配置されており、それによってイ
ンターデジタルトランスデューサが構成されている。
が表面波伝播方向と垂直な方向の変位を主体とするＳＨ
タイプの表面波として、ＢＧＳ波やラブ波等が知られて
いる。ＢＧＳ波を利用した表面波装置として、図２に示
す端面反射型の表面波共振子が公知である。表面波共振
子１は、矩形の圧電基板２の上面に一対のくし歯電極
３，４を形成した構造を有する。圧電基板２は、圧電性
セラミックス等からなり、該圧電基板２の主面と平行な
方向Ｐに分極処理されている。くし歯電極３，４は、複
数本の電極指３ａ，４ａを有し、電極指３ａ，４ａが互
いに間挿し合うように配置されており、それによってイ
ンターデジタルトランスデューサが構成されている。
【０００３】表面波共振子１では、くし歯電極３，４間
に交流電界を印加することによりＢＧＳ波がＸ方向に伝
播するように励起され、端面２ａ，２ｂ間で反射される
ように構成されている。図２に示した端面反射型の表面
波共振子１の理想的なインピーダンス−周波数特性を図
３に示す。図３から明らかなように、端面反射型の表面
波共振子１では、共振点ｒにおいてインピーダンスが極
小となっている。そこで、図３の破線Ａで囲まれている
部分の共振特性を利用して、テレビジョン受像機の映像
中間周波段（ＶＩＦ）の補助トラップを構成するための
フィルタとしての応用が試みられている。
に交流電界を印加することによりＢＧＳ波がＸ方向に伝
播するように励起され、端面２ａ，２ｂ間で反射される
ように構成されている。図２に示した端面反射型の表面
波共振子１の理想的なインピーダンス−周波数特性を図
３に示す。図３から明らかなように、端面反射型の表面
波共振子１では、共振点ｒにおいてインピーダンスが極
小となっている。そこで、図３の破線Ａで囲まれている
部分の共振特性を利用して、テレビジョン受像機の映像
中間周波段（ＶＩＦ）の補助トラップを構成するための
フィルタとしての応用が試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記ＶＩＦの補助トラ
ップ用フィルタとして表面波共振子１を用いる場合、当
然のことながら、インピーダンス−周波数特性上に、特
に図３の破線Ａで囲まれた周波数領域においてスプリア
ス振動が発生しないことが好ましい。他方、端面反射型
の表面波共振子１では、圧電基板２の端面２ａ，２ｂ間
の距離は、励起されるＢＧＳ波の波長をλとしたとき
に、（λ／２）の整数倍であることが必要である。端面
間の距離が上記の値から僅かにでもずれると図４に示す
ように、インピーダンス−周波数特性曲線上にスプリア
ス振動Ｓ1 が、位相−周波数特性曲線上に同じくスプリ
アス振動Ｓ1 が発生し、端面の精度を可能な限り高めた
としても、実際には、このようなスプリアス振動Ｓ1 を
抑圧することは非常に困難であった。
ップ用フィルタとして表面波共振子１を用いる場合、当
然のことながら、インピーダンス−周波数特性上に、特
に図３の破線Ａで囲まれた周波数領域においてスプリア
ス振動が発生しないことが好ましい。他方、端面反射型
の表面波共振子１では、圧電基板２の端面２ａ，２ｂ間
の距離は、励起されるＢＧＳ波の波長をλとしたとき
に、（λ／２）の整数倍であることが必要である。端面
間の距離が上記の値から僅かにでもずれると図４に示す
ように、インピーダンス−周波数特性曲線上にスプリア
ス振動Ｓ1 が、位相−周波数特性曲線上に同じくスプリ
アス振動Ｓ1 が発生し、端面の精度を可能な限り高めた
としても、実際には、このようなスプリアス振動Ｓ1 を
抑圧することは非常に困難であった。
【０００５】もっとも、表面波共振子１において、Ｑ値
を小さくするように構成すれば、図５に矢印Ｓ2 で示す
ように、上記スプリアス振動をかなり小さくすることが
可能である。しかしながら、Ｑ値を低下させ過ぎた場合
には、図４と図５との比較から明らかなように、メイン
の応答レベルが非常に小さくなり、従って補助トラップ
用フィルタとして使用した場合のトラップ減衰量が低下
する。
を小さくするように構成すれば、図５に矢印Ｓ2 で示す
ように、上記スプリアス振動をかなり小さくすることが
可能である。しかしながら、Ｑ値を低下させ過ぎた場合
には、図４と図５との比較から明らかなように、メイン
の応答レベルが非常に小さくなり、従って補助トラップ
用フィルタとして使用した場合のトラップ減衰量が低下
する。
【０００６】よって、本発明の目的は、メインの振動の
応答レベルをあまり低下させることなく、スプリアス振
動、特に共振点より低周波数域側に現れるスプリアス振
動の発生を抑圧することを可能とした端面反射型の表面
波装置を提供することにある。
応答レベルをあまり低下させることなく、スプリアス振
動、特に共振点より低周波数域側に現れるスプリアス振
動の発生を抑圧することを可能とした端面反射型の表面
波装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電基板を伝
播する表面波のうち、変位が表面波伝播方向に垂直な方
向の変位を主体とするＳＨタイプの表面波を用いたトラ
ップ用端面反射型の表面波装置において、チタン酸ジル
コン酸鉛系セラミックスからなる圧電基板と、前記圧電
基板上に形成されたインターデジタルトランスデューサ
とを備え、前記インターデジタルトランスデューサの電
極の対数と交叉幅とが、図１の点Ａ（対数＝３、交叉幅
＝２７波長）、点Ｂ（対数＝３、交叉幅＝９波長）、点
Ｃ（対数＝２７、交叉幅＝１波長）及び点Ｄ（対数＝５
４、交叉幅＝１波長）で囲まれた範囲にあることを特徴
とするものである。
播する表面波のうち、変位が表面波伝播方向に垂直な方
向の変位を主体とするＳＨタイプの表面波を用いたトラ
ップ用端面反射型の表面波装置において、チタン酸ジル
コン酸鉛系セラミックスからなる圧電基板と、前記圧電
基板上に形成されたインターデジタルトランスデューサ
とを備え、前記インターデジタルトランスデューサの電
極の対数と交叉幅とが、図１の点Ａ（対数＝３、交叉幅
＝２７波長）、点Ｂ（対数＝３、交叉幅＝９波長）、点
Ｃ（対数＝２７、交叉幅＝１波長）及び点Ｄ（対数＝５
４、交叉幅＝１波長）で囲まれた範囲にあることを特徴
とするものである。
【０００８】
【作用】本願発明者らは、ＳＨタイプの表面波を用いた
端面反射型表面波装置において、圧電基板の端面の精度
を可能な限り高めたとしても、十分な共振特性を得るべ
くＱ値を一定の値以上とすると、共振点よりも低周波数
側に発生するスプリアス振動を抑圧することができなか
ったことに鑑み、該スプリアス振動を抑圧し得る方法を
種々検討した。その結果、インターデジタルトランスデ
ューサの電極の対数と交叉幅とを上記特定の範囲内とす
れば、Ｑ値を一定値以上とした場合であっても、上記ス
プリアス振動を効果的に抑制することを見出し、本発明
をなすに至った。すなわち、本発明では、電極の対数と
交叉幅とが、上記特定の範囲に選択されているため、Ｑ
値を一定の値以上に維持したまま、共振点より低周波数
領域側におけるスプリアス振動を効果的に抑制すること
が可能とされている。
端面反射型表面波装置において、圧電基板の端面の精度
を可能な限り高めたとしても、十分な共振特性を得るべ
くＱ値を一定の値以上とすると、共振点よりも低周波数
側に発生するスプリアス振動を抑圧することができなか
ったことに鑑み、該スプリアス振動を抑圧し得る方法を
種々検討した。その結果、インターデジタルトランスデ
ューサの電極の対数と交叉幅とを上記特定の範囲内とす
れば、Ｑ値を一定値以上とした場合であっても、上記ス
プリアス振動を効果的に抑制することを見出し、本発明
をなすに至った。すなわち、本発明では、電極の対数と
交叉幅とが、上記特定の範囲に選択されているため、Ｑ
値を一定の値以上に維持したまま、共振点より低周波数
領域側におけるスプリアス振動を効果的に抑制すること
が可能とされている。
【０００９】
【実施例の説明】図２は、本発明の一実施例にかかる端
面反射型の表面波装置を示す斜視図である。表面波装置
１１は、図２に示した従来の端面反射型の表面波共振子
１と同様に構成されている。すなわち、例えばチタン酸
ジルコン酸鉛のような圧電セラミックスよりなる矩形の
圧電基板１２上に一対のくし歯電極１３，１４を形成し
た構造を有する。くし歯電極１３，１４は、互いに間挿
し合う複数本の電極指１３ａ，１４ａを有し、それによ
ってインターデジタルトランスデューサを構成してい
る。なお、矢印Ｐは圧電基板１２の分極方向、矢印Ｘは
励起されるＢＧＳ波の伝播方向を示す。
面反射型の表面波装置を示す斜視図である。表面波装置
１１は、図２に示した従来の端面反射型の表面波共振子
１と同様に構成されている。すなわち、例えばチタン酸
ジルコン酸鉛のような圧電セラミックスよりなる矩形の
圧電基板１２上に一対のくし歯電極１３，１４を形成し
た構造を有する。くし歯電極１３，１４は、互いに間挿
し合う複数本の電極指１３ａ，１４ａを有し、それによ
ってインターデジタルトランスデューサを構成してい
る。なお、矢印Ｐは圧電基板１２の分極方向、矢印Ｘは
励起されるＢＧＳ波の伝播方向を示す。
【００１０】本実施例の表面波装置１１の特徴は、くし
歯電極１３，１４で構成されるインターデジタルトラン
スデューサの電極の対数と交叉幅とが、図１の下記の点
Ａ〜点Ｄで囲まれる範囲にあることにある。 点Ａ…電極の対数＝ ３、交叉幅＝２７波長 点Ｂ…電極の対数＝ ３、交叉幅＝ ９波長 点Ｃ…電極の対数＝２７、交叉幅＝ １波長 点Ｄ…電極の対数＝５４、交叉幅＝ １波長 上記点Ａ〜点Ｄで囲まれた領域にインターデジタルトラ
ンスデューサの電極の対数及び交叉幅を選択した理由
は、以下の通りである。
歯電極１３，１４で構成されるインターデジタルトラン
スデューサの電極の対数と交叉幅とが、図１の下記の点
Ａ〜点Ｄで囲まれる範囲にあることにある。 点Ａ…電極の対数＝ ３、交叉幅＝２７波長 点Ｂ…電極の対数＝ ３、交叉幅＝ ９波長 点Ｃ…電極の対数＝２７、交叉幅＝ １波長 点Ｄ…電極の対数＝５４、交叉幅＝ １波長 上記点Ａ〜点Ｄで囲まれた領域にインターデジタルトラ
ンスデューサの電極の対数及び交叉幅を選択した理由
は、以下の通りである。
【００１１】現在の加工技術では端面の精度を可能な限
り高めたとしても、圧電基板の端面１２ａ，１２ｂの精
度は、１／４０波長（波長は励起されるＢＧＳ波の波
長）程度である。そこで、このような端面精度を有する
圧電基板１２を用い、種々の電極対数及び交叉幅の端面
反射型の表面波装置１１を作製し、Ｑ値と共振点より低
周波領域側に現れるスプリアス振動のレベルとの関係を
調べた。結果を、図７に示す。図７の縦軸は、位相−周
波数特性曲線上において共振点よりも低周波数領域側に
表されるスプリアス振動のレベルを、横軸はＱ値を示
す。図７から明らかなように、共振点より低周波数領域
側において位相−周波数特性曲線上に現されるスプリア
ス振動のレベルを３．０度以下とするためには、Ｑ値が
１００以下であることが必要であることがわかる。他
方、Ｑ値が２０未満では、メインの振動の応答レベルす
なわち山谷比が小さくなり過ぎ、ＶＩＦの補助トラップ
用フィルタとして用いるのには不十分な共振特性しか得
られないことがわかっている。
り高めたとしても、圧電基板の端面１２ａ，１２ｂの精
度は、１／４０波長（波長は励起されるＢＧＳ波の波
長）程度である。そこで、このような端面精度を有する
圧電基板１２を用い、種々の電極対数及び交叉幅の端面
反射型の表面波装置１１を作製し、Ｑ値と共振点より低
周波領域側に現れるスプリアス振動のレベルとの関係を
調べた。結果を、図７に示す。図７の縦軸は、位相−周
波数特性曲線上において共振点よりも低周波数領域側に
表されるスプリアス振動のレベルを、横軸はＱ値を示
す。図７から明らかなように、共振点より低周波数領域
側において位相−周波数特性曲線上に現されるスプリア
ス振動のレベルを３．０度以下とするためには、Ｑ値が
１００以下であることが必要であることがわかる。他
方、Ｑ値が２０未満では、メインの振動の応答レベルす
なわち山谷比が小さくなり過ぎ、ＶＩＦの補助トラップ
用フィルタとして用いるのには不十分な共振特性しか得
られないことがわかっている。
【００１２】そこで、インターデジタルトランスデュー
サの電極の対数及び交叉幅を種々変更し、端面精度を１
／４０波長の多数の端面反射型表面装置１１を作製し、
Ｑ値が２０以上、１００以下の範囲となる電極の対数及
び交叉幅の組み合わせを調べたところ、図１に示す結果
が得られた。図１において、〇印は、Ｑ値が２０以上、
１００以下の範囲に入る表面波装置を示し、●印は、Ｑ
値が２０未満である表面波装置を示し、×印はＱ値が１
００を超える表面波装置を示す。従って、図１から明ら
かなように、端面反射型の表面波装置１１において、共
振点より低周波数領域側におけるスプリアスレベルを
３．０度以下に抑圧するには、図１の点Ａ〜点Ｄで囲ま
れた範囲にある電極対数及び交叉幅の組み合わせを採用
することが必要である。
サの電極の対数及び交叉幅を種々変更し、端面精度を１
／４０波長の多数の端面反射型表面装置１１を作製し、
Ｑ値が２０以上、１００以下の範囲となる電極の対数及
び交叉幅の組み合わせを調べたところ、図１に示す結果
が得られた。図１において、〇印は、Ｑ値が２０以上、
１００以下の範囲に入る表面波装置を示し、●印は、Ｑ
値が２０未満である表面波装置を示し、×印はＱ値が１
００を超える表面波装置を示す。従って、図１から明ら
かなように、端面反射型の表面波装置１１において、共
振点より低周波数領域側におけるスプリアスレベルを
３．０度以下に抑圧するには、図１の点Ａ〜点Ｄで囲ま
れた範囲にある電極対数及び交叉幅の組み合わせを採用
することが必要である。
【００１３】本発明の一実施例として、電極対数＝１
８、交叉幅＝１０波長の端面反射型表面装置１１のイン
ピーダンス−周波数特性及び位相−周波数特性を図８に
示す。図８から明らかなように、この表面波装置では、
共振点Ｒよりも低周波数領域側に現れるスプリアス振動
Ｓ1 のレベル（位相）が約１．５度と小さく、かつメイ
ンの振動の応答レベルである山谷比も十分に大きいこと
がわかる。また、図８に示した特性の表面波装置をＶＩ
Ｆの補助トラップ用フィルタとして用いた場合の振幅特
性と群遅延時間特性を図９に示す。図中実線が振幅、破
線が群遅延時間特性を示す。ＶＩＦの補助トラップ用フ
ィルタでは、信号処理上、図中Ａ−Ｂ間で群遅延時間リ
ップルは５０ｎ秒以下であることが最低限必要である
が、図９から明らかなように、本実施例の表面波装置で
は、Ａ−Ｂ間でＧＤＴリップルが２０ｎ秒以下に抑圧さ
れていることがわかる。
８、交叉幅＝１０波長の端面反射型表面装置１１のイン
ピーダンス−周波数特性及び位相−周波数特性を図８に
示す。図８から明らかなように、この表面波装置では、
共振点Ｒよりも低周波数領域側に現れるスプリアス振動
Ｓ1 のレベル（位相）が約１．５度と小さく、かつメイ
ンの振動の応答レベルである山谷比も十分に大きいこと
がわかる。また、図８に示した特性の表面波装置をＶＩ
Ｆの補助トラップ用フィルタとして用いた場合の振幅特
性と群遅延時間特性を図９に示す。図中実線が振幅、破
線が群遅延時間特性を示す。ＶＩＦの補助トラップ用フ
ィルタでは、信号処理上、図中Ａ−Ｂ間で群遅延時間リ
ップルは５０ｎ秒以下であることが最低限必要である
が、図９から明らかなように、本実施例の表面波装置で
は、Ａ−Ｂ間でＧＤＴリップルが２０ｎ秒以下に抑圧さ
れていることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明では、ＳＨタイプ
の表面波を用いた端面反射型の表面装置において、イン
ターデジタルトランスデューサの電極の対数及び交叉幅
が図１の点Ａ〜点Ｄで囲まれた範囲に入るように設定さ
れているため、共振点よりも低周波数領域側に現れるス
プリアス振動を効果的に抑圧することができ、しかもＱ
値が十分な値とされているため、共振特性も良好であ
る。従って、本発明の端面反射型の表面波装置は、例え
ばＶＩＦの補助トラップ用フィルタとして好適に用いる
ことができる。
の表面波を用いた端面反射型の表面装置において、イン
ターデジタルトランスデューサの電極の対数及び交叉幅
が図１の点Ａ〜点Ｄで囲まれた範囲に入るように設定さ
れているため、共振点よりも低周波数領域側に現れるス
プリアス振動を効果的に抑圧することができ、しかもＱ
値が十分な値とされているため、共振特性も良好であ
る。従って、本発明の端面反射型の表面波装置は、例え
ばＶＩＦの補助トラップ用フィルタとして好適に用いる
ことができる。
【図１】本発明において選択されるインターデジタルト
ランスデューサの電極の対数及び交叉幅の範囲を説明す
るための図。
ランスデューサの電極の対数及び交叉幅の範囲を説明す
るための図。
【図２】従来の表面波装置を示す斜視図。
【図３】図２に示した表面波装置の理想的なインピーダ
ンス−周波数特性を示す図。
ンス−周波数特性を示す図。
【図４】従来の表面波装置の一例のインピーダンス−周
波数特性及び位相−周波数特性を示す図。
波数特性及び位相−周波数特性を示す図。
【図５】従来の表面波装置のインピーダンス−周波数特
性及び位相−周波数特性の他の例を示す図。
性及び位相−周波数特性の他の例を示す図。
【図６】本発明の一実施例が適用される端面反射型の表
面波装置を示す斜視図。
面波装置を示す斜視図。
【図７】Ｑ値とスプリアス振動のレベルとの関係を示す
図。
図。
【図８】本発明の一実施例のインピーダンス−周波数特
性及び位相−周波数特性を示す図。
性及び位相−周波数特性を示す図。
【図９】本発明の一実施例の表面波装置を用いたＶＩＦ
の補助トラップ用フィルタの群遅延時間特性を示す図。
の補助トラップ用フィルタの群遅延時間特性を示す図。
１１…表面波装置 １２…圧電基板 １２ａ，１２ｂ…端面 １３，１４…インターデジタルトランスデューサを構成
するくし歯電極
するくし歯電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−6919（ＪＰ，Ａ) 電子通信学会技術研究報告Ｖｏｌ. 84，Ｎｏ．58（ＵＳ84−16），1984年６ 月21日，Ｐ．79〜85 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/36 H03H 9/145 H03H 9/24
Claims (1)
- 【請求項１】圧電基板を伝播する表面波のうち、変位が
表面波伝播方向に垂直な方向の変位を主体とするＳＨタ
イプの表面波を用いたトラップ用端面反射型の表面波装
置であって、 チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなる圧電基板
と、 前記圧電基板上に形成されたインターデジタルトランス
デューサとを備え、前記インターデジタルトランスデュ
ーサの電極の対数と交叉幅とが、図１の点Ａ（対数＝
３、交叉幅＝２７波長）、点Ｂ（対数＝３、交叉幅＝９
波長）、点Ｃ（対数＝２７、交叉幅＝１波長）及び点Ｄ
（対数＝５４、交叉幅＝１波長）で囲まれた範囲にある
ことを特徴とする、トラップ用端面反射型の表面波装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29301791A JP3198563B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29301791A JP3198563B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129883A JPH05129883A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3198563B2 true JP3198563B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17789407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29301791A Expired - Lifetime JP3198563B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198563B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP29301791A patent/JP3198563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．８４，Ｎｏ．５８（ＵＳ８４−１６），１９８４年６月２１日，Ｐ．７９〜８５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05129883A (ja) | 1993-05-25 |
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