JPH0149049B2

JPH0149049B2 -

Info

Publication number: JPH0149049B2
Application number: JP57230730A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Futakuchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1989-10-23
Also published as: JPS59115608A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野この発明は圧電共振子に関し、特に１つの圧電
素子で厚みすべり振動モードと厚みすべりねじれ
振動モードとによつて２つの周波数で共振するよ
うな圧電共振子に関する。

先行技術の説明最近では、ビデオテープレコーダやビデオデイ
スクなどの電子機器における信号処理の複雑化に
伴い、不必要な周波数帝域の信号を除去するため
に、複数のトラツプを設けることが多くなつてき
ている。

第１図ないし第３図は従来の圧電共振子を用い
て２つの周波数をトラツプするトラツプ回路の回
路図であり、第４図は従来の１素子型圧電共振子
の平面図であり、第５図は２素子型圧電共振子の
平面図である。

圧電共振子を用いて異なる周波数をトラツプす
る場合には、第１図に示すようにそれぞれが異な
る周波数で共振する１素子型の圧電共振子１，１
をそれぞれ直列的に接続するか、または第２図に
示すように２素子型の圧電共振子２，２を並列接
続するか、あるいは第３図に示すように２素子型
の圧電共振子２，２を直列接続する必要がある。

第１図に示す１素子型の圧電共振子１は第４図
に示すように、圧電基板１１の両側主表面に円板
状の１対の対向電極１２，１３を形成し、これら
の電極１２，１３に引出電極１４，１５を接続し
たものである。引出電極１４，１５の間に電圧を
印加すると、圧電基板１１の対向電極１２，１３
で挾まれた部分が厚みすべり振動を生じ、或る周
波数で共振する。

第２図、第３図に示した２素子型圧電共振子２
は、第５図に示すように、圧電基板２１の両主表
面に２組の対向電極２２と２３，２４と２５を設
け、表側の電極２２には引出電極２６を接続し、
電極２４には引出電極２８を接続し、裏面の電極
２３と２５は共通電極２７に接続して構成され
る。そして、引出電極２６と２７および２７と２
８との間に電圧を加えると、圧電基板２１の各電
極で挾まれた部分で厚みすべり振動を生じ、或る
周波数で共振する。

上述のごとく、従来の圧電共振子を用いて少な
くとも２つの周波数をトラツプするためには、少
なくとも２つの圧電共振器とその周辺回路として
抵抗やコイルなどを必要とし、部品点数が多くな
るとともに回路を簡略化できないという欠点があ
つた。

発明の目的それゆえに、この発明の主たる目的は、１つの
圧電素子で少なくとも２つの周波数を共振し得る
圧電共振子を提供することである。

発明の要約この発明を要約すれば、分極軸がその主表面に
対して平行となるような圧電基板の両主表面に、
分極軸に対して平行な方向の寸法に対して分極軸
に直交する方向の寸法が大きくなるような１対の
対向電極を形成し、厚みすべり振動モードで或る
周波数の共振を生じさせ、厚みすべりねじれ振動
モードで異なる周波数の共振を生じさせるように
構成したものである。

実施例の説明第６図はこの発明の一実施例の平面図である。
第６図において、圧電基板１６には前述の第４図
に示した電極１２，１３とほぼ同一の面積を有し
かつ分極軸Ａに平行な方向の寸法ａに対して分極
軸Ａに直交する方向の寸法ｂが大きく選ばれた１
対の対向電極１７，１８が形成される。そして、
一方の電極１７は引出電極１９に接続され、他方
の電極１８は引出電極２０に接続される。このよ
うに電極１７，１８の寸法ａ、ｂを異ならせるこ
とにより、圧電基板１６の電極１７と１８とで挾
まれた部分で分極軸に対して水平な厚みすべり振
動モードと分極軸に対して直交する厚みすべりね
じれ振動モードとを生じさせることができる。そ
して、厚みすべり振動モードと厚みすべりねじれ
振動モードとでそれぞれ伝播速度が異なることに
より、それぞれの振動に伴う共振周波数ｆ１，ｆ
２に差を生じる。この場合の厚みすべり振動モー
ドによる共振抵抗値R₀₁と厚みすべりねじれ振動
モードによる共振抵抗値R₀₂はb/aの比を適当に
選ぶことによつて調整できる。すなわち、b/aが
小さいほどR₀₁＜R₀₂、b/aが大きいほどR₀₁＞R₀₂
となる。そして、このような１つの圧電共振器１
０によつて２つの周波数をトラツプできる。

すなわち、従来の１つの厚みすべり振動モード
しか生じない圧電基板１６を用い、圧電基板１６
の分極軸Ａに平行な方向の寸法ａに対して分極軸
Ａに直交する方向の寸法ｂを大きく選び、しかも
その比b/aを1.2以上に選んだ段階から、厚みすべ
りねじれ振動モードによる減衰量が実用的なレベ
ルで生じ始める。したがつて、従来の圧電基板材
料をそのまま使い、電極１７，１８を前述の形状
に形成すれば、２つのモードを生じさせることが
できる。

ところで、たとえば現在放送されている西ドイ
ツの音声多重放送では、Ｌ＋Ｒの音声中間周波信
号は5.5MHzに選ばれており、Ｌ−Ｒの音声中間
周波信号は5.74MHzに選ばれている。これらの音
声中間周波信号は映像中間周波信号に多重されて
おり、映像中間周波信号を検波するとき、音声中
間周波信号の干渉を防ぐために、5.5MHzおよび
5.74MHzの音声中間周波キヤリア信号のゲインを
落す必要がある。この場合、5.5MHzおよび
5.74MHzの音声中間周波信号を30〜25dB以上の
減衰特性で減衰させる必要がある。前述の電極寸
法比b/aを1.8に設定すると、5.5MHzでは35dB以
上の減衰が得られ、5.74MHzでは25dB以上の減
衰が得られている。

また、韓国や英国においても、西ドイツの音声
多重方式と同様にして、音声中間周波信号として
２つのキヤリア方式がとられており、韓国におい
てはその周波数4.5MHzおよび4.72MHzに選ばれ、
英国においては6.0MHzおよび6.25MHzに選ばれ
ていて、いずれもキヤリア信号の減衰量として20
〜30dB以上のトラツプ特性が必要とされている。
既に放送されている韓国の音声多重用としては、
電極寸法比b/a＝1.4に選んだ場合、4.5MHzで
30dB以上の減衰が得られ、4.72MHzでは20dB以
上の減衰が得られている。この場合、圧電セラミ
ツクは素子の厚みによつて周波数が決定され、厚
み（周波数）によつて振動レスポンスに差が出て
くるため、電極寸法比b/aは目的とする周波数、
必要特性ごとに調整が必要になる。電極寸法比
ｂ／ａを１に選んでも、厚み滑り振動および厚みね
じれ振動は起こるが、振動レスポンスが小さいた
め、トラツプ特性としては15dB程度しか得るこ
とはできず、前述の音声多重放送におけるテレビ
ジヨン信号処理用としては実用に価しない。ま
た、今後の放送方式で新たなメデイアでどのよう
な信号の処理が必要になつてくるか予想できない
ため、この発明では電極寸法比としてb/a＞１に
選んでいる。

なお、各モードにおける共振周波数は主として
圧電基板１６の厚みによつて決定されるが、電極
１７，１８の面積を変えてもその間の静電容量な
らびにダンピングも変わるので周波数を変化させ
ることができる。さらに、a/bを変化させたりあ
るいは電極１７と１８とによつてどの程度分極さ
せるかを変えても周波数を変えることができる。

第７図は第４図に示した従来の圧電共振器の減
衰特性を示す図であり、第８図および第９図は第
６図に示した圧電共振器１０の減衰特性を示す図
である。

次に、第７図を参照して、前述の第４図に示し
た圧電共振器１の電極１２，１３として、直径
1.1mmφ、電極面積0.9498mm²のものを用いた場合
には、周波数5.5MHzで共振している。これに対
して、第８図に示すように、第６図に示した圧電
共振器１０の電極１７，１８としてａ＝0.69mm、
ｂ＝1.37（すなわちb/a＝2.0）、電極面積0.9453mm²
の電極を用いると、厚みすべり振動モードで
5.5MHzで共振し、厚みすべりねじれ振動モード
で5.74MHz付近で共振する。但し、この場合には
厚みすべり振動モードの方が厚みすべりねじれ振
動モードより減衰度が大きくなる。

また、第９図に示すように、第６図の電極１
７，１８としてａ＝0.56mm、ｂ＝1.68mm（すなわ
ちb/a＝３）、面積0.9408mm²に選ぶと、厚みすべり
振動モードで5.5MHzで共振し、厚みすべりねじ
れ振動モードで5.74MHz付近で共振するが、この
場合には厚みすべりねじれ振動モードの方が厚み
すべり振動モードより減衰量が大きくなる。

第１０図はこの発明の他の実施例の平面図であ
る。この第１０図に示す実施例は、圧電基板３１
の両主表面にａよりｂの寸法が長い電極３２と３
３，３４と３５をそれぞれ対向して形成して２素
子型の圧電共振器３０を構成したものである。そ
して、このような２素子型の圧電共振器３０によ
つても圧電基板３１の各電極３２と３３および３
４と３５との間で厚みすべり振動モードと厚みす
べりねじれ振動モードを生じさせて、２つの周波
数で共振させることができる。

第１１図はこの発明のその他の実施例を示す平
面図である。この実施例は前述の第１０図に示し
た電極３２，３３に代えて、分極軸に平行な寸法
ｂと分極軸に直交する寸法ｂをほぼ等しく選んで
形成した電極３９と４１とをそれぞれ対向させた
ものである。

第１２図は第１１図の減衰特性を示す図であ
る。第１１図に示したように、それぞれがほぼ同
一面積でありかつ形状の異なる電極３９と４１お
よび３４と３５とを組合わせて形成することによ
り、共振周波数ならびに減衰量の微調整を行なう
ことができ、しかもこの第１１図に示すように広
帯域化を図ることができる。

発明の効果以上のように、この発明によれば、分極軸がそ
の主表面に対して平行となるような圧電基板の両
主表面に、分極軸に平行な方向の寸法に対して分
極軸に直交する方向の寸法を大きく選んだ少なく
とも１対の対向電極を形成したことによつて、厚
みすべり振動モードと厚みすべりねじれ振動モー
ドを生じさせ、それぞれ異なる周波数の共振を生
じさせることができる。したがつて、１つの素子
で２つの周波数を共振させることができるので、
２つの周波数をトラツプすることができる。しか
も、電極の形状を変えるだけでよいので、ほかに
抵抗やコイルなどの周辺素子を設ける必要がな
く、部品点数を減少できるとともに回路の簡略化
ならびに装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来の圧電共振
子を用いて２つの周波数をトラツプするトラツプ
回路の回路図である。第４図は従来の１素子型圧
電共振子の平面図である。第５図は従来の２素子
型圧電共振子の平面図である。第６図はこの発明
の一実施例の平面図である。第７図は第４図に示
した従来の圧電共振子の減衰特性を示す図であ
る。第８図および第９図は第６図に示した圧電共
振子の減衰特性を示す図である。第１０図はこの
発明の他の実施例の平面図である。第１１図はこ
の発明のその他の実施例の平面図である。第１２
図は第１１図に示す圧電共振子の減衰特性を示す
図である。図において、１６，３１は圧電基板、１７，１
８，３２，３３，３４，３５，３９，４１は対向
電極、１９，２０，３６，３７，３８は引出電極
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１厚み振動を利用した圧電共振子であつて、分極軸がその主表面に対して平行となるように
形成された圧電基板と、前記圧電基板の両主表面に形成される少なくと
も１対の対向電極とを含み、前記対向電極はそれぞれ前記分極軸に平行な方
向の寸法に対して、前記分極軸に直交する方向の
寸法が大きくなるように選ばれ、それによつて厚
みすべり振動モードと厚みすべりねじれ振動モー
ドの共振を生じさせるようにした、圧電共振子。２前記対向電極は、それぞれが所定の周波数の
差を有して前記厚みすべり振動モードと前記厚み
すべりねじれ振動モードとによつて共振を生じさ
せるようにした、特許請求の範囲第１項記載の圧
電共振子。３前記対向電極は、それぞれの周波数を接近さ
せて前記厚みすべり振動モードと前記厚みすべり
ねじれ振動モードによつて共振を生じさせ、広帯
域化した、特許請求の範囲第１項記載の圧電共振
子。４前記電極は、前記分極軸に平行な方向の寸法
と前記分極軸に直交する方向の寸法との比を１：
1.2より大きくなるように選んだ、特許請求の範
囲第１項記載の圧電共振子。