JPH04150607A - リーキーｓａｗ共振子 - Google Patents
リーキーｓａｗ共振子Info
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- JPH04150607A JPH04150607A JP27590590A JP27590590A JPH04150607A JP H04150607 A JPH04150607 A JP H04150607A JP 27590590 A JP27590590 A JP 27590590A JP 27590590 A JP27590590 A JP 27590590A JP H04150607 A JPH04150607 A JP H04150607A
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- Japan
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- idt
- resonator
- electrode
- leaky saw
- saw resonator
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）本発明はＳＡＷ共振共振子法帯域
の周波数可変幅を持つ電圧制御発振器（ＶＣＯ＞などに
用いる容量比の小さいリーキ−ＳＡＷ共振子に関する。
の周波数可変幅を持つ電圧制御発振器（ＶＣＯ＞などに
用いる容量比の小さいリーキ−ＳＡＷ共振子に関する。
（従来技術）従来、ＶＨＦの高周波領域に於けるｖＣＯ
用振動子として温度特性の優れたＡ丁カット水晶振動子
が広く用いられてきた。
用振動子として温度特性の優れたＡ丁カット水晶振動子
が広く用いられてきた。
しかしながら、ＡＴカット水晶振動子では基本波振動を
用いたとしてもその容量比（γ）が約２３０と大きく、
広い８波数可変幅を得ることはできなかったのみならず
、一般のＡＴカット水晶振動子の基本波共振周波数は高
々４０ＭＨ２程度が実用上の限界であった。
用いたとしてもその容量比（γ）が約２３０と大きく、
広い８波数可変幅を得ることはできなかったのみならず
、一般のＡＴカット水晶振動子の基本波共振周波数は高
々４０ＭＨ２程度が実用上の限界であった。
従って高Ｗ８′ａで広い周波数可変幅を得るには結合係
数の大きい圧電材料を用いたＳＡＷ共振子が適しており
、最近３６°Ｙカシト、Ｘ伝搬Ｌ ｉ Ｔ ａ ＯＩ基
板上ｆ） ’） −キー Ｓ Ａ Ｗ共振子が用いられ
るようになった。 このリーキ−ＳＡＷ共振子は容量比
を約２０と小さくでき、２５０〜４００ Ｍ Ｈ、（７
） Ｖ ＣＯｉ＝ 用イテ約１％の周波数可変幅が得ら
れている。
数の大きい圧電材料を用いたＳＡＷ共振子が適しており
、最近３６°Ｙカシト、Ｘ伝搬Ｌ ｉ Ｔ ａ ＯＩ基
板上ｆ） ’） −キー Ｓ Ａ Ｗ共振子が用いられ
るようになった。 このリーキ−ＳＡＷ共振子は容量比
を約２０と小さくでき、２５０〜４００ Ｍ Ｈ、（７
） Ｖ ＣＯｉ＝ 用イテ約１％の周波数可変幅が得ら
れている。
ところが最近、シンセサイザ方式ページャに於いては周
波数可変幅が２〜３％と更に広いＶＣＯが要求されてき
ており、これを実現するには結合係数がに大きく、容量
比の一層小さいＳＡＷ共振子が必要である。
波数可変幅が２〜３％と更に広いＶＣＯが要求されてき
ており、これを実現するには結合係数がに大きく、容量
比の一層小さいＳＡＷ共振子が必要である。
容量比の小さい共振子としては清水らが発明したラブ波
共振子があり［文献：儒学技法、ＵＳ８６−３７ （１
９８６）、特開昭６３−２６０２１３］これは結合係数
的３０％、容量比は約３である。
共振子があり［文献：儒学技法、ＵＳ８６−３７ （１
９８６）、特開昭６３−２６０２１３］これは結合係数
的３０％、容量比は約３である。
しかしながら、このラブ波共振子はＩＤＴにＡｕ電極を
用いる必要があるため、エツチングによる電極の微細加
工が難しくウェハー内の周波数バラツキが通常のＡＩ２
電極を用いるＳＡＷ共振子に比べて１桁以上大きくなる
と云う欠点があった。 一方、上述のラブ波共振子に容
量比で劣るとは云え、結合係数が１１％程度であり実用
上充分小さな容量比が得られる可能性の高い圧電基板と
その表面に励起し得る波動として、築山らは６４°Ｙカ
ツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ基板のＸ方向に沿ってリーキ
−ＳＡＷを励起せしめる組合わせが存在することを理論
的に発見している［文献：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、
Ｎ。
用いる必要があるため、エツチングによる電極の微細加
工が難しくウェハー内の周波数バラツキが通常のＡＩ２
電極を用いるＳＡＷ共振子に比べて１桁以上大きくなる
と云う欠点があった。 一方、上述のラブ波共振子に容
量比で劣るとは云え、結合係数が１１％程度であり実用
上充分小さな容量比が得られる可能性の高い圧電基板と
その表面に励起し得る波動として、築山らは６４°Ｙカ
ツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ基板のＸ方向に沿ってリーキ
−ＳＡＷを励起せしめる組合わせが存在することを理論
的に発見している［文献：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、
Ｎ。
３、ｐｐ、８５６−８６２ （１９７２）］しかしなが
ら上述した築山らのリーキ−ＳＡＷ共振子については現
実に共振子を試作したものは存在せず、その特性は未知
数であった。
ら上述した築山らのリーキ−ＳＡＷ共振子については現
実に共振子を試作したものは存在せず、その特性は未知
数であった。
（発明の目的）本発明は上述の如き従来未知数であった
６４°ＹカツトＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を用いたリ
ーキ−ＳＡＷ共振子の特性を実験によって明らかにする
過程で周波数可変幅が充分に大きくしかもスプリアスの
発生が少ない共振子の電極構成を見出したことに基づき
これを通用したリーキ−ＳＡＷ共振子を提供せんとする
ものである。
６４°ＹカツトＸ方向伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を用いたリ
ーキ−ＳＡＷ共振子の特性を実験によって明らかにする
過程で周波数可変幅が充分に大きくしかもスプリアスの
発生が少ない共振子の電極構成を見出したことに基づき
これを通用したリーキ−ＳＡＷ共振子を提供せんとする
ものである。
（発明の概要）上述の目的を達成するため、本発明に於
いては電極対数７０〜１１０対、交叉長をｌＯ〜２５λ
、電極膜圧をλの０．３〜２％としたＩＤＴを６４′
ＹカットＬ ｉ Ｎｂ０１基板のＸ軸に沿って配置する
構成をとる。
いては電極対数７０〜１１０対、交叉長をｌＯ〜２５λ
、電極膜圧をλの０．３〜２％としたＩＤＴを６４′
ＹカットＬ ｉ Ｎｂ０１基板のＸ軸に沿って配置する
構成をとる。
（発明の実施例）以下、本発明を図面に示した実施例に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
実施例の説明に先立って本発明の理解を助ける為、築山
らの発見した６４６ＹカツトＸ方向伝搬ＬｉＮｂ０．基
板に通常一般に用いられている反射器を有するｌ Ｄ
’ｒ電極を付した共振子の特性を実験によって調べた結
果について説明する。
らの発見した６４６ＹカツトＸ方向伝搬ＬｉＮｂ０．基
板に通常一般に用いられている反射器を有するｌ Ｄ
’ｒ電極を付した共振子の特性を実験によって調べた結
果について説明する。
第２図ｆａ）は６４６ＹカツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏａ基
板上のＸ方向に沿って対数Ｎが３０、交叉長Ｗが１８λ
（λはリーキ−ＳＡＷの波長 ）のＩＤＴ２を形成しそ
の両側に夫々８０本の反射器３．３°を付したものであ
り電極、反射器ともＡし膜圧をλの１％とした共振１ｉ
ｌｆｌｌ数８６ＭＨ，のリーキ−ＳＡＷ共振子である。
板上のＸ方向に沿って対数Ｎが３０、交叉長Ｗが１８λ
（λはリーキ−ＳＡＷの波長 ）のＩＤＴ２を形成しそ
の両側に夫々８０本の反射器３．３°を付したものであ
り電極、反射器ともＡし膜圧をλの１％とした共振１ｉ
ｌｆｌｌ数８６ＭＨ，のリーキ−ＳＡＷ共振子である。
この共振子゛の特性は同図（ｂ）に示す如く共振周波数
の低域側に反射器の影響と考えられるスプリアスが現れ
ている。
の低域側に反射器の影響と考えられるスプリアスが現れ
ている。
ところで、広い帯域（共振子の容量比の２倍の逆数が共
振及び反共振周波数間の幅となり、その約５分の１以上
の帯域）のｖｃｏは周知の如く通常伸長コイルを用いこ
れを直列に接続すれば共振子の共振周波数の近傍及び低
域側を。
振及び反共振周波数間の幅となり、その約５分の１以上
の帯域）のｖｃｏは周知の如く通常伸長コイルを用いこ
れを直列に接続すれば共振子の共振周波数の近傍及び低
域側を。
又、これを並列に接続すれば反共振周波数及び低域側を
可食範囲とするのでこの領域にスプリアスがあると周波
数のジャンプやＣ／Ｎ特性の劣化が起こり実用に耐え難
いものとなる。 この問題を解決する為本臘発明者は第
１図（ａ）に示す如く前記反射器３．３′を除去すると
共に反射器の除去による振動エネルギの調波を補償する
為ＩＤＴ２の対数を７５対とした共振子を試作しその特
性を調べたところ同図（ｂ）に示す如き結果を得た。
可食範囲とするのでこの領域にスプリアスがあると周波
数のジャンプやＣ／Ｎ特性の劣化が起こり実用に耐え難
いものとなる。 この問題を解決する為本臘発明者は第
１図（ａ）に示す如く前記反射器３．３′を除去すると
共に反射器の除去による振動エネルギの調波を補償する
為ＩＤＴ２の対数を７５対とした共振子を試作しその特
性を調べたところ同図（ｂ）に示す如き結果を得た。
即ち１反射器を除去することによって共振周波数の近傍
及び低域側のスプリアスの発生は大幅に減少し■ＣＯに
遺した特性を有することが理解されよう。
及び低域側のスプリアスの発生は大幅に減少し■ＣＯに
遺した特性を有することが理解されよう。
上記実験に使用した２種の共振子、即ち反射器を有する
タイプとこれを除去したタイプ夫々についての他の特性
値の比較を以下の表にまとめてホす。
タイプとこれを除去したタイプ夫々についての他の特性
値の比較を以下の表にまとめてホす。
上表よ
り反射器を除去
し
た
タ
イブの共振子は
反射器を有するそれに比べて容量比γが小さいから広帯
域の周波数可変を要求されるｖＣＯに用いる共振子とし
て有利であることは明らかである。
域の周波数可変を要求されるｖＣＯに用いる共振子とし
て有利であることは明らかである。
従って、６４′ＹカツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏａ基板に従
来から一般に用いられている反射器付ＩＤＴ電極ではな
く、ＩＤＴのみで構成する多対ＩＤＴ型電極電極用する
ことにより、スプリアスが小さく、且つ容量比が小さい
ＶＣｏに適したリーキ−ＳＡＷ共振子が得られる。
来から一般に用いられている反射器付ＩＤＴ電極ではな
く、ＩＤＴのみで構成する多対ＩＤＴ型電極電極用する
ことにより、スプリアスが小さく、且つ容量比が小さい
ＶＣｏに適したリーキ−ＳＡＷ共振子が得られる。
さてこのリーキ−ＳＡＷ共振子の電極パラメータには当
然最適値があることが予想される。
然最適値があることが予想される。
そこでＩＤＴ対数Ｎと容量比γ及び群遅延時間歪との関
係を実験的に検討したところ第３図に示す如き結果を得
た。
係を実験的に検討したところ第３図に示す如き結果を得
た。
即ち、ＩＤＴ対数Ｎが７０以下では容量比γが大きくな
る上ＩＤＴ内でのエネルギ閉じこめが不十分である為、
図示は省略したが基板端面からの反射波の影響を受けて
スプリアスが現われ、これにより群遅延時間歪も太き（
なることが判明した。 又この共振子を用いて発振器を
構成したときにＣ／Ｎの値を実用上問題とならない程度
（７０〜７５ｄｂ）とするにはスプリアスによる群遅延
時間歪を１０ｎｓｅｃ以下とする必要があるが、この要
求を満たす上でもＩＤＴ対数Ｎは７０対以上とすればよ
いことが判る。
る上ＩＤＴ内でのエネルギ閉じこめが不十分である為、
図示は省略したが基板端面からの反射波の影響を受けて
スプリアスが現われ、これにより群遅延時間歪も太き（
なることが判明した。 又この共振子を用いて発振器を
構成したときにＣ／Ｎの値を実用上問題とならない程度
（７０〜７５ｄｂ）とするにはスプリアスによる群遅延
時間歪を１０ｎｓｅｃ以下とする必要があるが、この要
求を満たす上でもＩＤＴ対数Ｎは７０対以上とすればよ
いことが判る。
一方、Ｎを多くしていくと容量比γも群遅延時間歪も共
に小さくなっていくが、Ｎ＝１１０付近で飽和する。従
ってチップサイズを小さくする為にＩＤＴ対数Ｎは１１
０以下で充分である。 以上の結果よりよりＴの対数Ｎ
は７０〜１１０の闇で適宜選択すればよい。
に小さくなっていくが、Ｎ＝１１０付近で飽和する。従
ってチップサイズを小さくする為にＩＤＴ対数Ｎは１１
０以下で充分である。 以上の結果よりよりＴの対数Ｎ
は７０〜１１０の闇で適宜選択すればよい。
次にＩＤＴの交叉長Ｗが容量比γに与える影響を検討す
るに、共振周波数ｆ＝８６ＭＨ。
るに、共振周波数ｆ＝８６ＭＨ。
ＩＤＴ対数Ｎ＝７５．膜圧Ｈ＝１％λに固定した共振子
に於ける実験の結果（第４図）、Ｗが太き（なるに従い
γは小さくなるがＷ＝２５λ以上では飽和することが判
明した。 又、実験結果の図示は省略したがＷ＝２５λ
以上になると基板端面からの反射波によるスプリアスの
影響を受は易くなることが判った。 従ってＷがｌＯλ
以下ではγが大きく、２５λ以上ではスプリアスレベル
が大きくなることから交叉長Ｗは１０〜２５λの範囲で
適宜選択すべきことが判った。
に於ける実験の結果（第４図）、Ｗが太き（なるに従い
γは小さくなるがＷ＝２５λ以上では飽和することが判
明した。 又、実験結果の図示は省略したがＷ＝２５λ
以上になると基板端面からの反射波によるスプリアスの
影響を受は易くなることが判った。 従ってＷがｌＯλ
以下ではγが大きく、２５λ以上ではスプリアスレベル
が大きくなることから交叉長Ｗは１０〜２５λの範囲で
適宜選択すべきことが判った。
尚、電極膜圧Ｈは従来の知見よりλの２％以下とすべき
である。 電極膜圧はこれ以上に厚くすると基板内部へ
のエネルギー放射量が多くなり、且つ反射波に変換され
る割合も増えるため、スプリアスレベルが大きくなるこ
とが知られている。
である。 電極膜圧はこれ以上に厚くすると基板内部へ
のエネルギー放射量が多くなり、且つ反射波に変換され
る割合も増えるため、スプリアスレベルが大きくなるこ
とが知られている。
逆に電極膜圧が過小であると電極抵抗が大きくなりＱの
低下を招くことも周知である。従って電極膜圧Ｈは０３
〜２％λが適当である。
低下を招くことも周知である。従って電極膜圧Ｈは０３
〜２％λが適当である。
以上述べてきたように、リーキ−ＳＡＷ共振子のγを小
さくシ、且つスプリアスレベルを小さくして広帯域可変
のｖＣｏを実現する為には電極パターンのＩＤＴ対数を
７０〜１１０対交叉長を１０〜２５λ、膜厚を０３〜２
％λとする必要があることが明らかとなった。
さくシ、且つスプリアスレベルを小さくして広帯域可変
のｖＣｏを実現する為には電極パターンのＩＤＴ対数を
７０〜１１０対交叉長を１０〜２５λ、膜厚を０３〜２
％λとする必要があることが明らかとなった。
尚、 上述した如く本発明に係る共振子はＢ耐難を除去
したので反射器かちの反射に基づくスプリアスは解消し
たが圧電基板端面からのＢ射によるスプリアスは多少な
りとも残存する。
したので反射器かちの反射に基づくスプリアスは解消し
たが圧電基板端面からのＢ射によるスプリアスは多少な
りとも残存する。
これをも除去しスプリアスの一層少ない共括子を得る為
には例えば第５図（８）及び（ｂ）に示す如く圧電基板
１表面のリーキ−５ＡＷ６搬方向と直交するエツジ４．
４゛を斜めに削り該部で反射するリーキ−ＳＡＷ反射波
の反距方向を偏見せしめるようにすれば効果的であシ（
発明の効果）本発明は以上説明したように構成するので
、リーキ−ＳＡＷ共振子の容量はを小さくし広い周波数
可変幅を得ることができしかもスプリアスレベルも小さ
いので■ＣＯに適用すればＣ／Ｎの大きい■ＣＯを得る
上でましい効果がある。
には例えば第５図（８）及び（ｂ）に示す如く圧電基板
１表面のリーキ−５ＡＷ６搬方向と直交するエツジ４．
４゛を斜めに削り該部で反射するリーキ−ＳＡＷ反射波
の反距方向を偏見せしめるようにすれば効果的であシ（
発明の効果）本発明は以上説明したように構成するので
、リーキ−ＳＡＷ共振子の容量はを小さくし広い周波数
可変幅を得ることができしかもスプリアスレベルも小さ
いので■ＣＯに適用すればＣ／Ｎの大きい■ＣＯを得る
上でましい効果がある。
ｊｉ！１図（ａ）及び（ｂ＋は夫々本発明に係るリーキ
−ＳＡＷ共振子の電極構成図及びその振幅特性、群遅延
時間特性を示す日１、第２図（ａ）及び（ｂ）は夫々６
４゛ＹカツトＬｉＮｂＯ３基板に反射器付ＩＤＴ電極を
付したリーキ−ＳＡＷ共振子の構成図及びその振幅特性
、群遅延特性を示す図、第３図は本発明に係るり一キＳ
ＡＷ共振子に於いてＩＤＴ対数の容量比γ及び群遅延特
性に及ぼす影１を検討した実験結果の図、第４図は本発
明に係るリーキ−ＳＡＷ共振子に於いてＩＤＴ交叉長Ｗ
の容量比γに与える影響を検討した実験結果の図、第５
図（ａ）及び（ｂ）は夫々本発明の他の実施例を示す平
面図及び側面図である。 ｌ・・・６４°ＹカツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ基板２
・ ・ ・ ＩＤＴ ３．３゛ ・・・反射器 砺 ＩＤＴＭ較 、〜′ 回 Ｊθ Ａ （ｚ）
−ＳＡＷ共振子の電極構成図及びその振幅特性、群遅延
時間特性を示す日１、第２図（ａ）及び（ｂ）は夫々６
４゛ＹカツトＬｉＮｂＯ３基板に反射器付ＩＤＴ電極を
付したリーキ−ＳＡＷ共振子の構成図及びその振幅特性
、群遅延特性を示す図、第３図は本発明に係るり一キＳ
ＡＷ共振子に於いてＩＤＴ対数の容量比γ及び群遅延特
性に及ぼす影１を検討した実験結果の図、第４図は本発
明に係るリーキ−ＳＡＷ共振子に於いてＩＤＴ交叉長Ｗ
の容量比γに与える影響を検討した実験結果の図、第５
図（ａ）及び（ｂ）は夫々本発明の他の実施例を示す平
面図及び側面図である。 ｌ・・・６４°ＹカツトＬ ｉ Ｎ ｂ Ｏｓ基板２
・ ・ ・ ＩＤＴ ３．３゛ ・・・反射器 砺 ＩＤＴＭ較 、〜′ 回 Ｊθ Ａ （ｚ）
Claims (1)
- （１）結合係数の大きい６４゜ＹカットＬｉＮｂＯ＿２
基板上にリーキ−ＳＡＷを励振するためのインクデジタ
ルトランスジューサ（ＩＤＴ）電極をＸ軸に沿って置き
、該ＩＤＴの電極対数を７０〜１１０対、交叉長を１０
〜２５λ（λはリーキ−ＳＡＷの波長）、電極膜厚をλ
の０．３〜２％としたことを特徴とするリーキ−ＳＡＷ
共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590590A JPH04150607A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | リーキーｓａｗ共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590590A JPH04150607A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | リーキーｓａｗ共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04150607A true JPH04150607A (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=17562069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27590590A Pending JPH04150607A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | リーキーｓａｗ共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04150607A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424602A (en) * | 1991-02-12 | 1995-06-13 | Fujitsu Limited | Piezoelectric transformer showing a reduced input impedance and step-up/step-down operation for a wide range of load resistance |
| JPH09331233A (ja) * | 1996-06-12 | 1997-12-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27590590A patent/JPH04150607A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424602A (en) * | 1991-02-12 | 1995-06-13 | Fujitsu Limited | Piezoelectric transformer showing a reduced input impedance and step-up/step-down operation for a wide range of load resistance |
| JPH09331233A (ja) * | 1996-06-12 | 1997-12-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
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