JPH0124366B2 - - Google Patents
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- JPH0124366B2 JPH0124366B2 JP13739681A JP13739681A JPH0124366B2 JP H0124366 B2 JPH0124366 B2 JP H0124366B2 JP 13739681 A JP13739681 A JP 13739681A JP 13739681 A JP13739681 A JP 13739681A JP H0124366 B2 JPH0124366 B2 JP H0124366B2
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- Japan
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- frequency
- electrode
- resonator
- temperature
- resonators
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
- H03H3/10—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves for obtaining desired frequency or temperature coefficient
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は周波数−温度特性を補償した弾性表面
波共振器の構造に関する。
波共振器の構造に関する。
周知の如く水晶基板上に多対のインタデイジタ
ル・トランスジユーサ電極を設け、弾性表面波共
振器を構成した場合、その周波数−温度特性は基
本的に水晶基板のカツト・アングルによつて決ま
るが、同時にその共振器の共振周波数（これはイ
ンタデイジタル・トランスジユーサ電極のピツチ
により定まる）及び電極膜厚によつても変化す
る。
ル・トランスジユーサ電極を設け、弾性表面波共
振器を構成した場合、その周波数−温度特性は基
本的に水晶基板のカツト・アングルによつて決ま
るが、同時にその共振器の共振周波数（これはイ
ンタデイジタル・トランスジユーサ電極のピツチ
により定まる）及び電極膜厚によつても変化す
る。
従つて、水晶基板を用いた共振器を設計する場
合、インタデイジタル・トランスジユーサ電極の
ピツチ及び電極膜厚を考慮して前記水晶基板のカ
ツト・アングルを決定する必要がある。
合、インタデイジタル・トランスジユーサ電極の
ピツチ及び電極膜厚を考慮して前記水晶基板のカ
ツト・アングルを決定する必要がある。
特に同一の水晶基板上に同一膜厚の電極を以つ
て異なつた複数の共振器を設ける場合、夫々の周
波数毎に異なる周波数−温度特性を呈し、これを
補償することは事実上不可能であつた。
て異なつた複数の共振器を設ける場合、夫々の周
波数毎に異なる周波数−温度特性を呈し、これを
補償することは事実上不可能であつた。
本発明は従来の共振器、特に多対のインタデイ
ジタル・トランスジユーサ電極を備えた弾性表面
波共振器に於ける上記の如き欠点を解決する為に
なされたものであつて、圧電基板上に設けるイン
タデイジタル・トランスジユーサ電極による質量
付加効果が共振周波数に無関係に最良の周波数−
温度特性となるよう、前記電極の電極指幅と電極
間の無電極部幅との比を選択することを特徴とし
た周波数−温度特性補償型弾性表明波共振器を提
供することを目的とする。
ジタル・トランスジユーサ電極を備えた弾性表面
波共振器に於ける上記の如き欠点を解決する為に
なされたものであつて、圧電基板上に設けるイン
タデイジタル・トランスジユーサ電極による質量
付加効果が共振周波数に無関係に最良の周波数−
温度特性となるよう、前記電極の電極指幅と電極
間の無電極部幅との比を選択することを特徴とし
た周波数−温度特性補償型弾性表明波共振器を提
供することを目的とする。
以下、本発明を実施例及びその実験結果に基づ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
例を最も周波数−温度特性の優れたST−カツ
ト系水晶基板を用いた弾性表面波共振器にとるな
らば、この共振器は第１図に示す如き構成とな
る。
ト系水晶基板を用いた弾性表面波共振器にとるな
らば、この共振器は第１図に示す如き構成とな
る。
即ち、一枚の水晶基板上で２種類の共振周波数
を励振し、必要に応じていずれかを選択する形式
の共振器を考える場合、STカツト系の水晶基板
１の主表面上のＸ軸方向に３本のバスバー電極
２，３及び４を設け、中央のバスバー電極３を両
共振器の共通電極とする。
を励振し、必要に応じていずれかを選択する形式
の共振器を考える場合、STカツト系の水晶基板
１の主表面上のＸ軸方向に３本のバスバー電極
２，３及び４を設け、中央のバスバー電極３を両
共振器の共通電極とする。
前記中央バスバー電極３の両側及び該電極３を
挾む前記両バスバー電極２，４の内側より夫々多
数のインタデイジタル電極指５，５，……，６，
６，……及び７，７，……，８，８，……を相互
に交叉する如く延長して所謂正規型のインタデイ
ジタル・トランスジユーサ電極を構成する。
挾む前記両バスバー電極２，４の内側より夫々多
数のインタデイジタル電極指５，５，……，６，
６，……及び７，７，……，８，８，……を相互
に交叉する如く延長して所謂正規型のインタデイ
ジタル・トランスジユーサ電極を構成する。
該電極の製造法は周知の如く基板１上に蒸着し
た金属膜をフオト・エツチング等によつて所定の
パターンに削り取ることによればよい。
た金属膜をフオト・エツチング等によつて所定の
パターンに削り取ることによればよい。
前記インタデイジタル・トランスジユーサ電極
の電極指５又は７の幅をl1、前記電極指５及び７
の間の無電極部の幅をs1としこの電極に印加され
た電気エネルギによつて励起される弾性表面波の
波長をλ1とすると、l1＋s1＝λ1／２となるように
設計する必要があることはいうまでもなく、製造
の容易性の面からl1＝s1とするのが一般的であ
る。
の電極指５又は７の幅をl1、前記電極指５及び７
の間の無電極部の幅をs1としこの電極に印加され
た電気エネルギによつて励起される弾性表面波の
波長をλ1とすると、l1＋s1＝λ1／２となるように
設計する必要があることはいうまでもなく、製造
の容易性の面からl1＝s1とするのが一般的であ
る。
次に、上述の如き弾性表面波共振器の周波数−
温度特性について述べる。共振器の温度特性は、
水晶のカツトアングルで第一義的に決定され、一
般にSTカツトと呼ばれている38゜回転Ｙカツト板
を用いる。その温度特性は、常温付近は零温度係
数をもつ２次曲線である。更に第二義的に温度特
性を決定する要因は、前記電極の厚さ、及び電極
幅で、電極を厚くしたり電極幅を広くすることは
電極の質量付加効果を受けて、頂点温度が低温側
にずれる。
温度特性について述べる。共振器の温度特性は、
水晶のカツトアングルで第一義的に決定され、一
般にSTカツトと呼ばれている38゜回転Ｙカツト板
を用いる。その温度特性は、常温付近は零温度係
数をもつ２次曲線である。更に第二義的に温度特
性を決定する要因は、前記電極の厚さ、及び電極
幅で、電極を厚くしたり電極幅を広くすることは
電極の質量付加効果を受けて、頂点温度が低温側
にずれる。
このことは周波数が高い程顕著である。それ
故、一枚の基板上に複数の共振器を設けると、周
波数の低い共振器と高い共振器では、その温度特
性が異なることになる。
故、一枚の基板上に複数の共振器を設けると、周
波数の低い共振器と高い共振器では、その温度特
性が異なることになる。
即ち、低い周波数の共振器の頂点温度は高温側
に、高いものは低温側にずれて、両共振器の温度
特性は一致しないことになる。このずれは、周波
数差が大きくなる程大きくなる。その実例につい
て述べると、２つの周波数61.25MHz及び67.25M
Hzの共振器を第１図の如くSTカツト水晶基板上
に作る場合を想定すると、各々の共振器の周波数
−温度特性は２次曲線を示すが、一方の周波数に
対して２次曲線の頂点温度を所望の頂点温度に合
わせて最良の周波数−温度特性を得るよう基板水
晶のカツトアングルを選ぶならば、他の周波数の
共振器は周波数−温度特性における頂点温度が、
最良の点から４〜６℃程ずれてしまう。そこでこ
の問題についての改善策を検討するに、本共振器
の周波数−温度特性はその表面に付着する電極の
質量付加効果に依存することは周知であるから、
両共振器の電極膜厚を違えれば良いことがわか
る。しかしながら斯る方法は電極蒸着を困難に
し、製造が複雑となる。
に、高いものは低温側にずれて、両共振器の温度
特性は一致しないことになる。このずれは、周波
数差が大きくなる程大きくなる。その実例につい
て述べると、２つの周波数61.25MHz及び67.25M
Hzの共振器を第１図の如くSTカツト水晶基板上
に作る場合を想定すると、各々の共振器の周波数
−温度特性は２次曲線を示すが、一方の周波数に
対して２次曲線の頂点温度を所望の頂点温度に合
わせて最良の周波数−温度特性を得るよう基板水
晶のカツトアングルを選ぶならば、他の周波数の
共振器は周波数−温度特性における頂点温度が、
最良の点から４〜６℃程ずれてしまう。そこでこ
の問題についての改善策を検討するに、本共振器
の周波数−温度特性はその表面に付着する電極の
質量付加効果に依存することは周知であるから、
両共振器の電極膜厚を違えれば良いことがわか
る。しかしながら斯る方法は電極蒸着を困難に
し、製造が複雑となる。
そこで本発明は質量付加効果を、両周波数に対
応する電極に関して同等となるようインタデイジ
タル・トランスジユーサ電極の電極指幅と無電極
部幅との比を変えることにより両周波数に対する
周波数−温度特性を一致させんとするものであ
る。
応する電極に関して同等となるようインタデイジ
タル・トランスジユーサ電極の電極指幅と無電極
部幅との比を変えることにより両周波数に対する
周波数−温度特性を一致させんとするものであ
る。
即ち、同一基板上に設けた二つの共振器の共振
周波数、表面波々長、電極指幅並びに無電極部幅
を夫々1及び2，λ1及びλ2，l1及びl2並びにs1及び
s2とし電極膜厚を両者等しくｈとすれば、両共振
器が同一の頂点温度を示す条件は電極材料が基板
全面に均一に付着したと仮定した場合、この厚さ
を表面波々長で規準化した値が等しいことである
と考えられるから、 l1／l1＋s1・ｈ／λ1＝l2／l2＋s2・ｈ／λ2 ……(1) ここで l1＋s1＝λ1／２ l2＋s2＝λ2／２ ……(2) 又、表面波伝搬速度をυとすれば 1・λ1＝2・λ2＝υ ……(3) 上記(1)、(2)及び(3)式より l2／l1＝（λ2／λ1）2＝（1／2）2 ……(4) を得る。
周波数、表面波々長、電極指幅並びに無電極部幅
を夫々1及び2，λ1及びλ2，l1及びl2並びにs1及び
s2とし電極膜厚を両者等しくｈとすれば、両共振
器が同一の頂点温度を示す条件は電極材料が基板
全面に均一に付着したと仮定した場合、この厚さ
を表面波々長で規準化した値が等しいことである
と考えられるから、 l1／l1＋s1・ｈ／λ1＝l2／l2＋s2・ｈ／λ2 ……(1) ここで l1＋s1＝λ1／２ l2＋s2＝λ2／２ ……(2) 又、表面波伝搬速度をυとすれば 1・λ1＝2・λ2＝υ ……(3) 上記(1)、(2)及び(3)式より l2／l1＝（λ2／λ1）2＝（1／2）2 ……(4) を得る。
従つて基準となる共振器の周波数1を決め、周
波数−温度特性の頂点温度を例えば常温25℃とな
るように水晶のカツト・アングル及び電極指幅l1
を決定すると周波数2の共振器の電極指幅l2は自
動的に求めることができる。
波数−温度特性の頂点温度を例えば常温25℃とな
るように水晶のカツト・アングル及び電極指幅l1
を決定すると周波数2の共振器の電極指幅l2は自
動的に求めることができる。
又、上記の如き本発明に係る温度特性補償方法
は２個の周波数のみならず複数個の周波数を発振
する共振器に適用しうることは自明であり、この
場合には基準となる共振器の電極指幅l1に対する
第ｎ番目の共振器の電極指幅lnを ln／l1＝（1／n）2 ……(5) となるよう設定すれば周波数−温度特性を全て一
致させることができる。
は２個の周波数のみならず複数個の周波数を発振
する共振器に適用しうることは自明であり、この
場合には基準となる共振器の電極指幅l1に対する
第ｎ番目の共振器の電極指幅lnを ln／l1＝（1／n）2 ……(5) となるよう設定すれば周波数−温度特性を全て一
致させることができる。
最后に本発明に係る方法を61.25及び67.25MHz
の二周波共振器に適用した場合の実験結果につい
て説明する。
の二周波共振器に適用した場合の実験結果につい
て説明する。
先ず前記両周波数に対応する共振器を共に電極
指幅と無電極部幅との比、ｌ：ｓ＝１：１とした
場合、67.25MHzの共振器の頂点温度を25℃に合
わせると、61.25MHzの共振器の頂点温度は約５
℃高温側にずれる。（第２図参照）。そこで本発明
に係る補償方法を適用すべく1＝67.25MHz、2
＝61.25MHzを前記式(4)に代入すると、 l2＝l1（67.25／61.25）2＝1.206l1 又、STカツト水晶基板主表面に於ける弾性表
面波伝搬速度は3130m／ｓであるからλ1＝
46.543μｍ、従つてl1＝s1＝λ1／４＝11.635μｍ、
故にl2＝14.033μｍとなる。
指幅と無電極部幅との比、ｌ：ｓ＝１：１とした
場合、67.25MHzの共振器の頂点温度を25℃に合
わせると、61.25MHzの共振器の頂点温度は約５
℃高温側にずれる。（第２図参照）。そこで本発明
に係る補償方法を適用すべく1＝67.25MHz、2
＝61.25MHzを前記式(4)に代入すると、 l2＝l1（67.25／61.25）2＝1.206l1 又、STカツト水晶基板主表面に於ける弾性表
面波伝搬速度は3130m／ｓであるからλ1＝
46.543μｍ、従つてl1＝s1＝λ1／４＝11.635μｍ、
故にl2＝14.033μｍとなる。
一方、λ2＝51.102μｍであるからs2＝λ2／２−l2＝
11.518μｍ、
従つてl2：s2＝14.033：11.518≒５：４となる
ように設計する。
ように設計する。
斯くの如く設計された共振器の周波数−温度特
性は第３図に示す如く67.25、61.25MHz双方共
ほゞ25℃の頂点温度を有するようになる。
性は第３図に示す如く67.25、61.25MHz双方共
ほゞ25℃の頂点温度を有するようになる。
本発明は上述の如く構成するので単一圧電基板
上で多数の異なる周波数を選択的に共振させ得る
弾性表面波共振器に於いていずれの共振器につい
ても周波数−温度特性を実質的に同一とすること
ができるのみならず共振器の諸特性をも揃えるこ
とが可能となる為、VTRをはじめ多種周波数を
使用する必要のある機器に適用する場合著しい効
果を発揮するものである。
上で多数の異なる周波数を選択的に共振させ得る
弾性表面波共振器に於いていずれの共振器につい
ても周波数−温度特性を実質的に同一とすること
ができるのみならず共振器の諸特性をも揃えるこ
とが可能となる為、VTRをはじめ多種周波数を
使用する必要のある機器に適用する場合著しい効
果を発揮するものである。
尚、本発明は必ずしも弾性表面波共振器につい
てのみ適用されるものではなく、圧電基板直下を
伝搬する波、例えばSSBW等を利用する共振器に
ついても同様に適用可能である。
てのみ適用されるものではなく、圧電基板直下を
伝搬する波、例えばSSBW等を利用する共振器に
ついても同様に適用可能である。
第１図は２周波共振可能なる弾性表面波共振器
の構成を示す図、第２図は第１図に示す共振器に
於いて電極指幅ｌ及び無電極部幅ｓの比が両共振
器共１：１の場合の周波数−温度特性の差を示す
図、第３図は第１図の共振器に本発明を適用した
場合の実験結果を示す図である。 １は圧電基板、５，６，７及び８はインタデイ
ジタル・トランスジユーサ電極、l1，l2は電極指
幅、s1，s2は無電極部幅、λ1，λ2は夫々両共振器
によつて励起される弾性表面波々長を示す。
の構成を示す図、第２図は第１図に示す共振器に
於いて電極指幅ｌ及び無電極部幅ｓの比が両共振
器共１：１の場合の周波数−温度特性の差を示す
図、第３図は第１図の共振器に本発明を適用した
場合の実験結果を示す図である。 １は圧電基板、５，６，７及び８はインタデイ
ジタル・トランスジユーサ電極、l1，l2は電極指
幅、s1，s2は無電極部幅、λ1，λ2は夫々両共振器
によつて励起される弾性表面波々長を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一水晶基板上に、多対のインタデイジタ
ル・トランスジユーサ電極を複数個設け、複数の
異なる周波数を共振させ得る弾性表面波共振器に
於いて、一つの共振周波数を1、他のいずれかの
共振周波数をoとし、該周波数に対応する前記イ
ンタデイジタル・トランスジユーサ電極の電極指
幅を夫々l1，lnとするとき、 ln／l1＝（1／n）2 なる関係を満足するよう、前記電極の電極指幅を
設定することによつて、前記複数の共振器の電極
膜厚による質量負荷効果の影響を等しくして各々
の周波数−温度特性を一致せしめることを特徴と
した周波数−温度特性補償型弾性表面波共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13739681A JPS5839105A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 周波数一温度特性補償型弾性表面波共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13739681A JPS5839105A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 周波数一温度特性補償型弾性表面波共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839105A JPS5839105A (ja) | 1983-03-07 |
| JPH0124366B2 true JPH0124366B2 (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=15197682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13739681A Granted JPS5839105A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 周波数一温度特性補償型弾性表面波共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839105A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62155640A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Nec Corp | タイミング抽出回路 |
| JP3360541B2 (ja) * | 1995-10-20 | 2002-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波装置及びその設計方法 |
| JP2004274696A (ja) | 2002-10-04 | 2004-09-30 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波装置および弾性表面波装置の温度特性調整方法 |
| JP2006148372A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Japan Radio Co Ltd | マルチバンド型弾性波フィルタ |
| DE102004060901A1 (de) | 2004-12-14 | 2006-07-13 | Leibnitz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V. | Oszillator |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13739681A patent/JPS5839105A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5839105A (ja) | 1983-03-07 |
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