JPH06104684A - 圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプリアス特性の優れたフィルタを構成する
ために、スプリアスの共振周波数を高い周波数へ移動さ
せることができる圧電共振子を提供する。 【構成】 長さ振動を利用する短冊形の圧電共振子板の
長手方向に垂直な断面を台形とし、或いは、電極面と側
面で構成される角を削り落とした圧電共振子を梯子型フ
ィルタの直列共振子と並列共振子に用いる。 【効果】 主要なスプリアス共振の共振周波数と反共振
周波数を一致させ、スプリアス応答を抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として無線機の中間
周波数フィルタ、発振子その他に用いる短冊型の圧電共
振子と圧電フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路の発達に伴い、フィル
タ、発振子その他の分野で安価な圧電共振子が広く利用
されている。中でも、100kHzから1MHzまでに使用される
圧電共振子としては、従来、円板型または角板型の圧電
共振子を用いて広がり振動を利用したり、短冊形の圧電
共振子を用いて長さ振動を利用していた。以下に図面を
参照しながら、上記した従来の圧電共振子の一例につい
て説明する。

【０００３】図８は従来の圧電共振子の一例である短冊
型圧電共振子を示すものである。図８おいて、１は短冊
型圧電共振子板であり、４はその短冊型圧電基板１の一
方面２に設けた電極であり、５は短冊型圧電基板１の他
方面３に電極４と対向するように設けた電極であり、Ｐ
は分極方向を示す。

【０００４】また、この種の短冊型共振子としてスプリ
アス特性を改善するために、例えば図９に示すように、
ほぼ一定幅を有する短冊状の圧電板８の一つの主面９ａ
にその幅方向の中央部を上記圧電板８の一端から他端に
走る凹溝１０を設けるとともに、上記一つの主面９ａに
上記凹溝１０で分割される分割電極１１、１２を形成
し、上記圧電板８のいま一つの主面９ｂに全面電極１３
を形成して、上記圧電板８が圧電磁器板である場合Ｐで
示すように分極されているものが一般に知られている
（例えば、実公平２−３８４９６号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、図８に示すような短冊型共振子の場合
は、幅方向と厚み方向の振動により、スプリアスを生じ
るという欠点を有しており、図９に示すような一主面の
中央部に長手方向の凹溝を設ける短冊型共振子の場合、
加工が困難であるという欠点があった。また、角板型共
振子の場合は、寸法が大きく、中心周波数の１．４倍の
周波数にスプリアスを生じるという欠点を有していた。
このために、これらの共振子でフィルタを構成すると、
フィルタ特性にも大きなスプリアスが現れるという問題
があった。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、短冊型圧電共
振子の長さ振動の共振周波数を変えずに、スプリアスの
共振周波数を目的に応じて高い方へ移動させることがで
き、しかも、簡単に加工ができる圧電共振子を提供し、
さらに前記圧電共振子を使用して、スプリアス特性の優
れたフィルタを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の圧電共振子は、長さ振動を利用する短冊形
の圧電共振子板の長手方向に垂直な断面を台形とし、あ
るいは電極面と側面で構成される角のうち、少なくとも
一角を削り落とした構造を備えたものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、短冊型共振子
の長さを変えずに幅と厚みの実効値を同時に変えること
ができるので、長さ振動の共振周波数を変えずに、幅方
向と厚み方向の振動によるスプリアスを所望の高い周波
数に移動できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例の圧電共振子につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例を示す。本実
施例においては、圧電共振子の一面と、平行に対向する
他面にそれぞれ電極を設け、前記電極面と側面で構成さ
れる角のうち、一角を削り落とした形状を持つ。図１に
おいて、１は圧電共振子板であり、４は圧電共振子板１
の一方面２に設けた電極であり、５は圧電共振子板１の
他方面３に電極４と平行に対向して設けた電極であり、
Ｐは分極の方向を示す。１の圧電共振子板は、圧電共振
子板上の一面２と、平行に対向する他面３に電極を設
け、前記圧電共振子板の電極面と側面で構成される角の
うち、一角６を削り落とす構成になっている。

【００１１】以上のように構成された圧電共振子につい
て、以下図１及び図２を用いてその動作を説明する。

【００１２】まず図２の実線は図１に示した第１の実施
例である短冊型圧電共振子の周波数特性を示すものであ
り、破線は図７に示した角を削る前の短冊型共振子の周
波数特性を示すものである。短冊型共振子のスプリアス
は幅方向と厚み方向によって励起されており、その共振
周波数は、共振子の幅と厚みが小さい程高い値を持つ。
図１に示すように、一角を削り落とすことによって共振
子の幅と厚みの実効値を同時に変えることができ、図２
の実線に示すように長さ方向の共振周波数を変えること
なく、スプリアスを高い周波数側に移動することができ
る。移動させる割合は、削り落とす量や角の数に依存し
ており、多く削る程スプリアスの共振周波数は高い方へ
移動する。

【００１３】以上のように第１の実施例によれば、長さ
振動を利用する短冊形の圧電共振子の一面と、平行に対
向する他面にそれぞれ電極を設け、前記電極面と側面で
構成される角のうち、少なくとも一角を削り落とした構
造を備えることにより、長さ方向の共振周波数を変える
ことなく、幅方向や厚み方向の振動によって励起される
スプリアスを高い周波数側に移動することができる。

【００１４】図３は第２の実施例の短冊型圧電共振子で
ある。本実施例は、第１の実施例の短冊型圧電共振子の
一角を、より多く削り落とした形状であり、圧電共振子
板の長手方向に垂直な断面を台形とし、前記圧電共振子
板の平行な２面に電極を設けたことを特徴とする圧電共
振子である。この様な形状でも、図１の圧電共振子と同
様の効果が得られる。

【００１５】以上のように第２の実施例によれば、長さ
振動を利用した圧電共振子板の一面と、対向する他面に
電極を設け、圧電共振子板の厚み方向と、幅方向によっ
て構成される圧電共振子板の断面を台形とする構造を備
えることにより、長さ方向の共振周波数を変えることな
く、幅方向や厚み方向の振動によって励起されるスプリ
アスを高い周波数側に移動することができる。

【００１６】以下本発明の第３の実施例について図面を
参照しながら説明する。図４は本発明の第３の実施例を
示す斜視図である。本実施例では、圧電共振子板の厚み
方向と、幅方向によって構成される圧電共振子板の断面
が、台形となるように二角を削り落とす。

【００１７】その効果について従来例との比較を図５に
示す。図４において、１は圧電共振子板であり、４は圧
電共振子板１の一方面２に設けた電極であり、５は圧電
共振子基板１の他方面３に電極２と平行に対向して設け
た電極であり、Ｐは分極の方向で、以上は図１の構成と
同様なものである。

【００１８】図１と異なるのは、圧電共振子板の厚み方
向と、幅方向によって構成される圧電共振子板の断面
が、台形となるように二角６、７を削り落とした点であ
る。

【００１９】以上のように構成された圧電共振子につい
て、以下その動作を説明する。図４のように、圧電共振
子板の厚み方向と、幅方向によって構成される圧電共振
子板の断面が、台形となるように二角６、７を削り落と
すことによって、一角を削り落とす場合に比べて幅方向
および厚み方向の実効値をさらに小さくできる。このた
め、一角を削り落とす場合に比べて幅方向および厚み方
向の振動によるスプリアスを、より高い周波数側に、し
かも長さ方向の振動による共振周波数を変えることなく
移動させることができる。その結果を図５に示す。

【００２０】以下本発明の第４の実施例について図面を
参照しながら説明する。図６は梯子型フィルタの構成図
であり、図７は本発明の第４の実施例を示す前記第１の
実施例に記載された圧電共振子によって構成された梯子
型フィルタの特性図である。

【００２１】図６において、本実施例の圧電共振子を利
用した梯子型フィルタの直列共振子と並列共振子のスプ
リアスの共振周波数および反共振周波数を、図７に示す
様に各々一致させることにより、フィルタのスプリアス
特性が改善される。

【００２２】以下にその手順を説明する。圧電共振子を
利用した梯子型フィルタでは、直列共振子と並列共振子
の各々の共振周波数と反共振周波数を中心周波数に一致
させることによって、急峻かつ挿入損失の少ない通過帯
域を得ている。しかし、直列共振子と並列共振子のスプ
リアスの共振周波数と反共振周波数が一致すると、そこ
で大きなスプリアス応答が生じてしまい、良好なフィル
タ特性を得ることができない。本実施例では、図６に示
すように直列共振子と並列共振子の通過帯域における共
振周波数と反共振周波数を固定したまま、直列共振子と
並列共振子のスプリアスの共振周波数と反共振周波数
が、各々相殺するように重ね合わせる構造を備えたもの
である。

【００２３】第１および第２の実施例で述べた圧電共振
子を使うことで、圧電共振子のスプリアスの共振周波数
を所望の高い周波数に移動できるため、スプリアスを抑
えた特性が実現できる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明は、長さ振動を利用
する短冊形の圧電共振子板の長手方向に垂直な断面を台
形とし、前記圧電共振子板の平行な２面にそれぞれ電極
を設け、あるいは、前記短冊型圧電共振子板の一面と、
平行に対向する他面にそれぞれ電極を設け、前記電極面
と側面で構成される角のうち、少なくとも一角を削り落
とした形状にすることによって、圧電共振子の長さを変
えずに幅と厚みの実効値を同時に変えることが可能とな
り、この結果長さ振動の共振周波数を変えずに、幅方向
と厚み方向の振動によるスプリアスを所望の高い周波数
に移動することができる。さらに、上記圧電共振子を梯
子型フィルタの共振子として用い、前記梯子型フィルタ
の直列共振子と並列共振子のスプリアス応答の共振周波
数および反共振周波数を一致させることによって、スプ
リアス特性の優れたフィルタが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における圧電共振子の斜
視図

【図２】本発明の第１の実施例における圧電共振子の周
波数特性図

【図３】本発明の第２の実施例における圧電共振子の斜
視図

【図４】本発明の第３の実施例における圧電共振子の斜
視図

【図５】本発明の第４の実施例における圧電共振子の周
波数特性図

【図６】梯子型フィルタの構成図

【図７】本発明の第３の実施例における梯子型フィルタ
の特性図

【図８】従来の圧電共振子の斜視図

【図９】従来の圧電共振子の斜視図

【符号の説明】 １ 圧電共振子板 ２ 圧電共振子板上の主表面 ３ 主表面に対向する面 ４、５ 電極 ６、７ 削り落とし角 ８ 短冊型圧電板 ９ａ、９ｂ 短冊型圧電板の主面 １０ 凹溝 １１、１２ 分割電極 １３ 全面電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏木 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長さ振動を利用する短冊形の圧電共振子板
   の長手方向に垂直な断面を台形とし、前記圧電共振子板
   の平行な２面に電極を設けたことを特徴とする圧電共振
   子。
2. 【請求項２】長さ振動を利用する短冊形の圧電共振子板
   の一面と、平行に対向する他面にそれぞれ電極を設け、
   前記電極面と側面で構成される角のうち、少なくとも一
   角を削り落としたことを特徴とする圧電共振子。
3. 【請求項３】請求項１もしくは請求項２のいずれかに記
   載の圧電共振子を梯子型フィルタの直列共振子と並列共
   振子に用い、前記直列共振子と前記並列共振子の主要な
   スプリアス共振の共振周波数と反共振周波数をそれぞれ
   一致させ、スプリアス応答を抑えたことを特徴とするフ
   ィルタ。