JPH04319809A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
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- JPH04319809A JPH04319809A JP11556991A JP11556991A JPH04319809A JP H04319809 A JPH04319809 A JP H04319809A JP 11556991 A JP11556991 A JP 11556991A JP 11556991 A JP11556991 A JP 11556991A JP H04319809 A JPH04319809 A JP H04319809A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 18
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018054 Ni-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018481 Ni—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電フィルタや圧電発
振子等として用いられる圧電共振子に関する。
振子等として用いられる圧電共振子に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝送素子の持つ特性のうち重要なものの
一つに、信号をできるだけ小さな歪で伝送するというこ
とがあり、信号を歪なく伝送するためには、通過帯域に
おいて群遅延時間（Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｌａｙ Ｔｉｍｅ
）が一定であればよい。
一つに、信号をできるだけ小さな歪で伝送するというこ
とがあり、信号を歪なく伝送するためには、通過帯域に
おいて群遅延時間（Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｌａｙ Ｔｉｍｅ
）が一定であればよい。
【０００３】通過帯域において群遅延時間がフラットな
特性としてはガウス特性が知られており、ガウス特性に
おいては、振幅特性は丸みを帯びており、歪率特性が優
れている。
特性としてはガウス特性が知られており、ガウス特性に
おいては、振幅特性は丸みを帯びており、歪率特性が優
れている。
【０００４】圧電共振子の通過帯域における群遅延時間
の変化量を小さくする方法として、従来にあっては、Ｑ
（品質係数）の小さな圧電基板材料を用いたり、高抵抗
の電極を用いたりすることにより、圧電共振子の振幅特
性におけるピーク部分の波形を丸くしてガウス分布に近
似させ、通過帯域における群遅延時間の変化を抑制して
いる。なお、高抵抗の電極を用いる方法としては、例え
ばＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ（モネル）等の導電率の小さな電極
材料を用いたり、電極の厚みを薄くして抵抗を大きくし
たりする方法がある。
の変化量を小さくする方法として、従来にあっては、Ｑ
（品質係数）の小さな圧電基板材料を用いたり、高抵抗
の電極を用いたりすることにより、圧電共振子の振幅特
性におけるピーク部分の波形を丸くしてガウス分布に近
似させ、通過帯域における群遅延時間の変化を抑制して
いる。なお、高抵抗の電極を用いる方法としては、例え
ばＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ（モネル）等の導電率の小さな電極
材料を用いたり、電極の厚みを薄くして抵抗を大きくし
たりする方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法で通過帯域における群遅延時間の変化を抑制
すると、圧電共振子のＱが小さくなったり、電極の抵抗
が大きくなったりし、圧電共振子の特性が悪くなるとい
う問題がある。
ような方法で通過帯域における群遅延時間の変化を抑制
すると、圧電共振子のＱが小さくなったり、電極の抵抗
が大きくなったりし、圧電共振子の特性が悪くなるとい
う問題がある。
【０００６】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、圧電共振
子のＱを小さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりする
ことなく、通過帯域における群遅延時間の変化量を小さ
くすることにある。
されたものであり、その目的とするところは、圧電共振
子のＱを小さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりする
ことなく、通過帯域における群遅延時間の変化量を小さ
くすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子は、
圧電基板に２つの圧電振動素子を形成された２重モード
圧電共振子において、一方の圧電振動素子の帯域中心周
波数と他方の圧電振動素子の帯域中心周波数とに互いに
有意差を持たせたことを特徴としている。
圧電基板に２つの圧電振動素子を形成された２重モード
圧電共振子において、一方の圧電振動素子の帯域中心周
波数と他方の圧電振動素子の帯域中心周波数とに互いに
有意差を持たせたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明にあっては、２つの圧電振動素子の帯域
中心周波数をずらせることにより、圧電共振子の振幅特
性におけるピーク部分の波形を丸くし、通過帯域におけ
る群遅延時間の変化を抑制することができる。したがっ
て、本発明によれば、従来のように圧電共振子のＱを小
さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりすることなく、
通過帯域における群遅延時間の変動を小さく抑制するこ
とができ、良好な歪率特性を得ることができる。
中心周波数をずらせることにより、圧電共振子の振幅特
性におけるピーク部分の波形を丸くし、通過帯域におけ
る群遅延時間の変化を抑制することができる。したがっ
て、本発明によれば、従来のように圧電共振子のＱを小
さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりすることなく、
通過帯域における群遅延時間の変動を小さく抑制するこ
とができ、良好な歪率特性を得ることができる。
【０００９】
【実施例】図３は本発明の一実施例による圧電フィルタ
１の構造を示す図である。これは、厚み縦振動を用いた
２つの圧電振動素子２，３とコンデンサ４とからなるメ
ガヘルツ帯の圧電フィルタ１である。圧電性セラミクス
の焼成品である圧電基板５の表裏主面には、真空蒸着等
によって電極膜が形成されており、電極膜によって中央
部にコンデンサ４が形成され、その両側にはそれぞれ圧
電振動素子２，３が形成されている。コンデンサ４は、
圧電基板５の両主面で対向するコンデンサ用電極８ａ，
８ｂによって構成されており、このコンデンサ領域では
圧電基板５は分極されていない。圧電振動素子２は、圧
電基板５の表主面に配置された入出力電極を兼ねる振動
電極６ａ及び振動電極６ｂと、裏主面で対向せるアース
電極を兼ねる共通電極６ｃとからなり、圧電振動素子２
の領域では圧電基板５の厚み方向が分極方向Ｐとなって
いる。同様に、圧電振動素子３は、圧電基板５の表主面
に配置された入出力電極を兼ねる振動電極７ａ及び振動
電極７ｂと、裏主面で対向せるアース電極を兼ねる共通
電極７ｃとからなり、圧電振動素子２の領域でも圧電基
板５の厚み方向が分極方向Ｐとなっている。
１の構造を示す図である。これは、厚み縦振動を用いた
２つの圧電振動素子２，３とコンデンサ４とからなるメ
ガヘルツ帯の圧電フィルタ１である。圧電性セラミクス
の焼成品である圧電基板５の表裏主面には、真空蒸着等
によって電極膜が形成されており、電極膜によって中央
部にコンデンサ４が形成され、その両側にはそれぞれ圧
電振動素子２，３が形成されている。コンデンサ４は、
圧電基板５の両主面で対向するコンデンサ用電極８ａ，
８ｂによって構成されており、このコンデンサ領域では
圧電基板５は分極されていない。圧電振動素子２は、圧
電基板５の表主面に配置された入出力電極を兼ねる振動
電極６ａ及び振動電極６ｂと、裏主面で対向せるアース
電極を兼ねる共通電極６ｃとからなり、圧電振動素子２
の領域では圧電基板５の厚み方向が分極方向Ｐとなって
いる。同様に、圧電振動素子３は、圧電基板５の表主面
に配置された入出力電極を兼ねる振動電極７ａ及び振動
電極７ｂと、裏主面で対向せるアース電極を兼ねる共通
電極７ｃとからなり、圧電振動素子２の領域でも圧電基
板５の厚み方向が分極方向Ｐとなっている。
【００１０】表主面では、各圧電振動素子２，３の振動
電極６ｂ，７ｂとコンデンサ４のコンデンサ用電極８ａ
とは内部配線電極９によって接続されている。さらに、
表主面のコーナ部に設けられた信号入出力用の外部引き
出し電極１０ａ及び１０ｂと、入出力電極を兼ねる振動
電極６ａ及び７ａとは、内部配線電極１１によって接続
されている。
電極６ｂ，７ｂとコンデンサ４のコンデンサ用電極８ａ
とは内部配線電極９によって接続されている。さらに、
表主面のコーナ部に設けられた信号入出力用の外部引き
出し電極１０ａ及び１０ｂと、入出力電極を兼ねる振動
電極６ａ及び７ａとは、内部配線電極１１によって接続
されている。
【００１１】裏主面においては、両圧電振動素子２，３
の共通電極６ｃ，７ｃとコンデンサ４のコンデンサ用電
極８ｂとは、内部配線電極１２によって結合されており
、これらの電極は使用に際しては接地される。
の共通電極６ｃ，７ｃとコンデンサ４のコンデンサ用電
極８ｂとは、内部配線電極１２によって結合されており
、これらの電極は使用に際しては接地される。
【００１２】したがって、この実施例による圧電フィル
タ１は、図４のような等価回路で表わされる２素子から
なる３端子型フィルタとなる。
タ１は、図４のような等価回路で表わされる２素子から
なる３端子型フィルタとなる。
【００１３】図１は圧電フィルタ１に設けられている上
記圧電振動素子２，３の各振幅特性（減衰量）イ，ロを
示す。２つの圧電振動素子２，３の通過帯域（減衰率が
３ｄＢ以内の周波数帯域）の中心における周波数（帯域
中心周波数）Ｆ１，Ｆ２は、互いに適当量ΔＦだけシフ
トされている。
記圧電振動素子２，３の各振幅特性（減衰量）イ，ロを
示す。２つの圧電振動素子２，３の通過帯域（減衰率が
３ｄＢ以内の周波数帯域）の中心における周波数（帯域
中心周波数）Ｆ１，Ｆ２は、互いに適当量ΔＦだけシフ
トされている。
【００１４】図２は両圧電振動素子２，３の帯域中心周
波数Ｆ１，Ｆ２をΔＦだけシフトさせた場合の圧電フィ
ルタ１の振幅特性を示す。帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２の
シフト量ΔＦが小さい場合は、図２の曲線ニのように振
幅特性のピーク部分は角張ったままで丸くならず、シフ
ト量ΔＦが大きい場合には、図２の曲線ハのようにピー
ク部分の形状が歪んで尖った波形となる。しかし、シフ
ト量ΔＦを適当に選択することにより図２の曲線ホのよ
うに振幅特性におけるピーク部分の波形を丸くし、ガウ
ス特性に近似させることができ、通過帯域における群遅
延特性をフラットに近づけることができる。振幅特性の
ピーク部分の波形をフラットに近くするためには、２つ
の圧電振動素子２，３の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２のシ
フト量ΔＦは、通過帯域幅の１０〜５０％とするのが好
ましい。
波数Ｆ１，Ｆ２をΔＦだけシフトさせた場合の圧電フィ
ルタ１の振幅特性を示す。帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２の
シフト量ΔＦが小さい場合は、図２の曲線ニのように振
幅特性のピーク部分は角張ったままで丸くならず、シフ
ト量ΔＦが大きい場合には、図２の曲線ハのようにピー
ク部分の形状が歪んで尖った波形となる。しかし、シフ
ト量ΔＦを適当に選択することにより図２の曲線ホのよ
うに振幅特性におけるピーク部分の波形を丸くし、ガウ
ス特性に近似させることができ、通過帯域における群遅
延特性をフラットに近づけることができる。振幅特性の
ピーク部分の波形をフラットに近くするためには、２つ
の圧電振動素子２，３の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２のシ
フト量ΔＦは、通過帯域幅の１０〜５０％とするのが好
ましい。
【００１５】図５の１点鎖線による曲線は、２つの圧電
振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２が一致している場
合（ΔＦ＝０）の振幅特性（減衰量）トと群遅延特性（
群遅延時間）チの測定結果を示し、図５の実線による曲
線は、２つの圧電振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２
を適当にシフトさせた場合（ΔＦ≠０）の振幅特性ヌと
群遅延特性ルの測定結果を示す。図５の結果より明らか
なように、両圧電振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２
を適当量ΔＦだけシフトさせると、振幅特性のピーク部
分の波形が丸みを帯び、通過帯域における群遅延特性の
変化量がΔＴ１からΔＴ２に減少した。
振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２が一致している場
合（ΔＦ＝０）の振幅特性（減衰量）トと群遅延特性（
群遅延時間）チの測定結果を示し、図５の実線による曲
線は、２つの圧電振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２
を適当にシフトさせた場合（ΔＦ≠０）の振幅特性ヌと
群遅延特性ルの測定結果を示す。図５の結果より明らか
なように、両圧電振動素子の帯域中心周波数Ｆ１，Ｆ２
を適当量ΔＦだけシフトさせると、振幅特性のピーク部
分の波形が丸みを帯び、通過帯域における群遅延特性の
変化量がΔＴ１からΔＴ２に減少した。
【００１６】図６は厚み縦振動の２倍波を用いたエネル
ギー閉じ込め型の二重モード圧電振動素子２２，２３と
コンデンサ２４とからなる圧電フィルタ２１である。コ
ンデンサ２４の領域の両側に配置された圧電振動素子２
２，２３の領域では、圧電基板２５は厚み方向（矢印方
向）に分極処理されており、圧電基板２５の内部の厚み
方向中央層にはアース電極を兼ねる共通電極２６ｃ、２
７ｃが形成されており、圧電基板２５の表主面には共通
電極２６ｃ，２７ｃの片側半面と対向させて入出力電極
を兼ねる振動電極２６ａ，２７ａが設けられ、裏主面に
は共通電極２６ｃ，２７ｃの他方主面と対向させて振動
電極２６ｂ，２７ｂが形成されている。また、コンデン
サ２４は、圧電基板２５の表裏両面に形成されたコンデ
ンサ用電極２８ａ，２８ｂによって構成されている。
ギー閉じ込め型の二重モード圧電振動素子２２，２３と
コンデンサ２４とからなる圧電フィルタ２１である。コ
ンデンサ２４の領域の両側に配置された圧電振動素子２
２，２３の領域では、圧電基板２５は厚み方向（矢印方
向）に分極処理されており、圧電基板２５の内部の厚み
方向中央層にはアース電極を兼ねる共通電極２６ｃ、２
７ｃが形成されており、圧電基板２５の表主面には共通
電極２６ｃ，２７ｃの片側半面と対向させて入出力電極
を兼ねる振動電極２６ａ，２７ａが設けられ、裏主面に
は共通電極２６ｃ，２７ｃの他方主面と対向させて振動
電極２６ｂ，２７ｂが形成されている。また、コンデン
サ２４は、圧電基板２５の表裏両面に形成されたコンデ
ンサ用電極２８ａ，２８ｂによって構成されている。
【００１７】振動電極２６ｂ，２７ｂ及びコンデンサ用
電極２８ｂは、圧電基板２５の裏主面で内部配線用電極
２９によって接続されている。また、共通電極２６ｃ，
２７ｃ及びコンデンサ用電極２８ａは、表主面で内部配
線用電極３０によって接続されている。
電極２８ｂは、圧電基板２５の裏主面で内部配線用電極
２９によって接続されている。また、共通電極２６ｃ，
２７ｃ及びコンデンサ用電極２８ａは、表主面で内部配
線用電極３０によって接続されている。
【００１８】この各圧電振動素子２２，２３にあっては
、共通電極２６ｃ，２７ｃに対向している振動電極２６
ａ，２７ａ及び振動電極２６ｂ，２７ｂは、互いに等し
い電極面積を有し、重複しないよう位置をずらせて対称
的に配置されているので、対称モードと反対称モードの
振動が励起される二重モード共振子となっている。さら
に、圧電基板２５の中央層に共通電極２６ｃ，２７ｃを
形成してあるので、基本波の１／２の波長を有する２倍
波振動を励振する。
、共通電極２６ｃ，２７ｃに対向している振動電極２６
ａ，２７ａ及び振動電極２６ｂ，２７ｂは、互いに等し
い電極面積を有し、重複しないよう位置をずらせて対称
的に配置されているので、対称モードと反対称モードの
振動が励起される二重モード共振子となっている。さら
に、圧電基板２５の中央層に共通電極２６ｃ，２７ｃを
形成してあるので、基本波の１／２の波長を有する２倍
波振動を励振する。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、通過帯域における群遅
延時間の変化量を小さくし、良好な歪率特性を得ること
ができる。しかも、従来例のように、圧電共振子のＱを
小さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりすることもな
いという利点がある。
延時間の変化量を小さくし、良好な歪率特性を得ること
ができる。しかも、従来例のように、圧電共振子のＱを
小さくしたり、電極の抵抗を大きくしたりすることもな
いという利点がある。
【図１】本発明の一実施例による圧電フィルタにおける
２つの圧電振動素子の個別の振幅特性を示す図である。
２つの圧電振動素子の個別の振幅特性を示す図である。
【図２】同上の２つの圧電振動素子における帯域中心周
波数のシフト量を変化させた時の圧電共振子の振幅特性
の変化を示す図である。
波数のシフト量を変化させた時の圧電共振子の振幅特性
の変化を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による圧電共振子とその下面
の電極パターンを示す斜視図である。
の電極パターンを示す斜視図である。
【図４】同上の実施例の等価回路図である。
【図５】本発明の実施例と比較例の圧電フィルタにおけ
る各振幅特性及び群遅延特性を示す図である。
る各振幅特性及び群遅延特性を示す図である。
【図６】本発明の別な実施例による圧電フィルタの構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
２，３ 圧電振動素子
５ 圧電基板
Ｆ１，Ｆ２ 帯域中心周波数
２２，２３ 圧電振動素子
２５ 圧電基板
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電基板に２つの圧電振動素子を形成
された２重モード圧電共振子において、一方の圧電振動
素子の帯域中心周波数と他方の圧電振動素子の帯域中心
周波数とに互いに有意差を持たせたことを特徴とする圧
電共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115569A JP2884542B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115569A JP2884542B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 圧電共振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319809A true JPH04319809A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2884542B2 JP2884542B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=14665810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115569A Expired - Lifetime JP2884542B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884542B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847314A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-19 | Kinseki Kk | ２重モ−ド圧電振動子 |
| JPS5936020U (ja) * | 1982-08-28 | 1984-03-06 | 東北金属工業株式会社 | 磁気カ−ドリ−ダ− |
| JPS5936021U (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-06 | 九州日立マクセル株式会社 | カセツト式クリ−ナ |
| JPS63125410U (ja) * | 1987-02-05 | 1988-08-16 | ||
| JPH0352316A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-06 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3115569A patent/JP2884542B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847314A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-19 | Kinseki Kk | ２重モ−ド圧電振動子 |
| JPS5936021U (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-06 | 九州日立マクセル株式会社 | カセツト式クリ−ナ |
| JPS5936020U (ja) * | 1982-08-28 | 1984-03-06 | 東北金属工業株式会社 | 磁気カ−ドリ−ダ− |
| JPS63125410U (ja) * | 1987-02-05 | 1988-08-16 | ||
| JPH0352316A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-06 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2884542B2 (ja) | 1999-04-19 |
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