JPH0666633B2 - 複合縦振動メカニカルフィルタ - Google Patents

複合縦振動メカニカルフィルタ

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JPH0666633B2
JPH0666633B2 JP1247396A JP24739689A JPH0666633B2 JP H0666633 B2 JPH0666633 B2 JP H0666633B2 JP 1247396 A JP1247396 A JP 1247396A JP 24739689 A JP24739689 A JP 24739689A JP H0666633 B2 JPH0666633 B2 JP H0666633B2
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は縦振動体(以下、縦振動音片という)、圧電部
材、結合部材、支持部材等を備え、不要なスプリアス応
答の低減が好適に行われる複合縦振動メカニカルフィル
タに関する。
[従来の技術] 近時、LCフィルタ、水晶フィルタの特性上の中間的な存
在としてメカニカルフィルタが通信機器等に多用されて
いる。斯かるメカニカルフィルタはQ特性並びに選択特
性、温度特性が良好であり、且つ小型化が可能である。
この種の複合縦振動メカニカルフィルタの一例を第4図
に示す。この例では同一面上に配置され、且つ金属材料
等からなる入力側縦振動音片2と出力側縦振動音片4と
を有している。当該入力側および出力側縦振動音片2お
よび4には恒弾性の結合部材6、8が連接されるととも
に外側中央部には支持部材10、12が突設されるべく、一
体的に形成されている。この場合、フォトリソグラフィ
技術に係る金属平板のエッチング加工処理により作成さ
れる。さらに、入力側縦振動音片2には一対の入力側圧
電セラミックス14a、14bが半田付け等により重合固着さ
れ、同様に出力側縦振動音片4に出力側圧電セラミック
ス16a、16bが固着されている。次いで、支持部材10、12
の端部は保持部材24の直立片24a、24bの上部中央にレー
ザ溶接等により固着されている。
さらに入力側圧電セラミックス14a、14bおよび直立片24
a間には入力信号が供給される給電線18と接地線18eとが
接続され、同様にして出力信号を導出する導出線20と接
地線20eとが出力側圧電セラミックス16a、16bおよび直
立片24bに接続されている。
このようにして構成することにより、結合部材6、8に
よって連設された入力側および出力側縦振動音片2およ
び4とが略空中に配置され、その縦振動等の動作に支承
のないよう形成されている。そして、当該複合縦振動メ
カニカルフィルタは図示しない筐体等に収納された後、
通信機器等の中間周波増幅部等に装着されて用いられ
る。
上記のように構成される複合縦振動メカニカルフィルタ
において、給電線18および接地線18e間に信号源Oscから
抵抗Rを経た高周波信号S1が入力側圧電セラミックス14
a、14bに取着された図示しない電極に加えられる。そし
て、電気的にアースされた入力側縦振動音片2との間に
高周波信号に相応した電界を生起する。この電界により
入力側圧電セラミックス14a、14bは、図中、VmおよびVn
に示す方向に電歪を生じ、入力側縦振動音片2の長さL1
の縦波を半波長とする周波数F1で共振する。入力側縦振
動音片2における縦波の平均伝搬速度をVとすると、前
記周波数F1は次式にて与えられる。
F1=V/(2L1) …(1) この周波数F1における縦振動は結合部材6、8において
出力側縦振動音片4に機械的に結合し、出力側縦振動音
片4は長さL2による周波数F2の縦振動で共振する。この
周波数F2は(1)式と同様に出力側縦振動音片4の縦波
の平均伝搬速度をVとするならば、 F2=V/(2L2) …(2) となる。この出力側縦振動音片4の縦振動による出力側
圧電セラミックス16a、16bに生じた電圧が導出線20と接
地線20e間に所定の急峻な周波数特性に形成された高周
波信号S2として導出される。
[発明が解決しようとする課題] 然しながら、前記の従来の技術に係る構成においては、
通過帯域外の不要信号の阻止量の大なることが必要とさ
れる。この場合、給電線18と導出線20とが離間され、浮
遊容量による誘導結合、すなわち、アイソレーションの
向上は図られるが、入力側縦振動音片2で生起した不要
振動波が結合部材6、8と、支持部材10、12を伝搬して
出力側縦振動音片4に伝達される。このため、通過帯域
外に不要なスプリアス応答を生起する等の不都合を有し
ている。
本発明は前記の不都合に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、入力側縦振動音片から支持部
材および保持部材等を介在して出力側縦振動音片等に伝
搬する不要振動波を抑圧して、通過帯域外に不要スプリ
アス応答を有効に低減せしめ、これにより、通過特性が
向上する複合縦振動メカニカルフィルタを提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 前記の課題を達成するために、本発明に係る複合縦振動
メカニカルフィルタにおいては、圧電部材が重合された
入力側および出力側を含む複数の振動体と、前記振動体
間を結合する結合部材と、入力側および出力側振動体に
突設される支持部材と、前記支持部材の端部が固着され
る保持部材とを備え、前記振動体、前記結合部材、前記
支持部材および前記保持部材は同一平面上に一体的に形
成され、かつ供給された高周波信号を所定の周波数帯域
に形成して導出する複合縦振動メカニカルフィルタにお
いて、 前記保持部材と前記入力側振動体および/または前記保
持部材と前記出力側振動体との間に支持部材を介して配
設され、かつ前記振動体、前記結合部材、前記支持部材
および前記保持部材と同一平面上に一体的に形成された
振動吸収体保持部と、 当該振動吸収体保持部に固着される振動吸収体と、 を備えることを特徴とする。
[作用] 上記のように構成される本発明に係る複合縦振動メカニ
カルフィルタにおいては、先ず、入力側振動体から支持
部材の軸方向に伝達される不要振動波が、振動吸収体保
持部に固着された振動吸収体で吸収される。次いで、不
要振動波は外枠を介在して出力側縦振動音片に連接され
る支持部材を伝搬するが、支持部材の両端間の振動吸収
体保持部材に固着された振動吸収体において再度吸収さ
れ、これにより、出力側縦振動音片に伝搬される不要振
動波が低減する。
このようにして、出力側縦振動音片に伝搬する不要振動
波が夫々振動吸収体で有効に吸収され、通過帯域外の不
要スプリアス応答が低減される。
[実施例] 次に、本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの実
施例を添付図面を参照して以下詳細に説明する。
第1図は実施例の構成を示す斜視図、第2図は他の実施
例の構成を示す斜視図、第3図は通過特性を示す図であ
る。
第1図に示される例は、入力側縦振動音片32と当該入力
側縦振動音片32と同一形状の出力側縦振動音片34を有し
ている。前記入力側および出力側縦振動音片32および34
は同一面に配置され、互いに恒弾性材からなる結合部材
36、38で連接されている。さらに、入力側および出力側
縦振動音片32および34には、その中央部から突出して支
持部材40、41が設けられている。そして支持部材40、41
の端部には振動吸収体保持部42、43が設けられ、さらに
振動吸収体保持部42、43には振動吸収体42a、43aが固着
されている。当該振動吸収体42a、43aは粘弾性を有し
た、例えば、シリコンゴム等の材料であり、伝達される
振動をジュール熱に変換する。
さらに前記入力側縦振動音片32には一対の入力側圧電セ
ラミックス44a、44bが半田付け等により重合固着されて
いる。同様に出力側縦振動音片34にも出力側圧電セラミ
ックス46a、46bが重合固着されている。なお、入力側圧
電セラミックス44a、44bおよび出力側圧電セラミックス
46a、46bの表面には予めメタライズ等の電極(図示せ
ず)が夫々形成されている。
そして、振動吸収体保持部42、43から突出した支持部材
48、49の夫々の端部が長方形の外枠部材50の内端面に固
着されている。この場合、前記外枠部材50と入力側およ
び出力側縦振動音片32および34とは同一面上にある。な
お、前記入力側および出力側縦振動音片32および34、結
合部材36、38、支持部材40、41、48、49および振動吸収
体保持部42、43、さらに外枠部材50は単一の金属板か
ら、例えば、フォトリソグラフィの技術をもって一体的
に作製されている。
さらに、入力側圧電セラミックス44a、44bには高周波信
号の給電を行うための給電線52および接地線52eが接続
され、また、出力側圧電セラミックス46a、46bには導出
線54および接地線54eが夫々結線されている。
次いで、上記の構成における動作について説明する。
先ず、一対の入力側圧電セラミックス44a、44bと入力側
縦振動音片32との間には給電線52および接地線52eを介
して信号線Oscからの高周波信号S4、例えば、スパーヘ
テロダイン式受信機等の周波数変換部より生成される45
5KHzの中間周波数信号が供給される。それにより、電気
的にアースされた入力側縦振動音片32との間に入力側圧
電セラミックス44a、44bを通して高周波信号S4に相応し
た電界を生起する。この電界により入力側圧電セラミッ
クス44a、44bは図中の矢印MiおよびMoに示す方向に電歪
を生起し、入力側縦振動音片32が長さL4を縦波の半波長
とする周波数F4において共振する。入力側縦振動音片32
における縦波の平均伝搬速度をVとすると、周波数F4
次式にて与えられる。
F4=V/(2L4) …(3) この縦振動は結合部材36、38を介して出力側縦振動音片
34に機械的に結合して伝搬して、出力側縦振動音片34が
長さL5により周波数F5の振動において応動し、すなわ
ち、縦振動で共振する。この周波数F5は(3)式と同様
に出力側縦振動音片34の縦波の平均伝搬速度をVとする
ならば、 F5=V/(2L5) …(4) となる。この出力側縦振動音片34の縦振動の電歪により
出力側圧電セラミックス46a、46bの図示しない電極に電
圧を生じ、縦振動の伝達等に起因して形成される所定の
急峻な周波数特性、すなわち、狭帯域の周波数特性に形
成された、例えば、455KHzの中間周波数信号が導出線54
および接地線54eから出力信号S5として導出される。
このような動作において、入力側縦振動音片32は図中の
矢印MiおよびMoに示す方向に縦振動するが、同時にこれ
ら矢印と直角方向、すなわち、支持部材40の軸方向にも
振動する。この振動は支持部材40を伝搬するとともに、
振動吸収体保持部42に固着された振動吸収体42aで吸収
される。そして、ここで吸収されない振動は、外枠部材
50を伝搬し、さらに出力側縦振動音片34に連接された支
持部材49を伝搬する。然しながら、伝搬された振動は支
持部材49の端部が固着された振動吸収体保持部材43と一
体的な振動吸収体43aによって吸収され、この結果、出
力側縦振動音片34に伝搬される振動が低減する。
このようにして、出力側縦振動音片34に伝達される不要
振動波が夫々振動吸収体保持部材42、43に固着された振
動吸収体42a、43aで有効に吸収され、通過帯域外の不要
スプリアス応答の低減が図れる。
次に、5個の縦振動音片で構成され、通過帯域外の減衰
量が、さらに向上する他の実施例を第2図に示す。
この例では、入力側縦振動音片70、および出力側縦振動
音片72の間に複数の縦振動音片74、76、78が設けられ、
さらに結合部材82a、82b、84a、84b、86a、86b、88a、8
8bを介して前記各縦振動音片70乃至78が連接されてい
る。
そして、入力側および出力側縦振動音片70および72の中
央部から突出して支持部材90、92が設けられ、その端部
に振動吸収体保持部96、98が配設されている。また振動
吸収体保持部96、98には振動吸収体96a、98aが固着され
ている。
さらに、前記入力側、出力側縦振動音片70、72には一対
の入力側圧電セラミックス99a、99bおよび出力側圧電セ
ラミックス101a、101bが重合固着されている。そして、
振動吸収体保持部96、98から突出した支持部材102、104
の夫々の端部が長方形の外枠部材110の内端面に取着さ
れている。この場合、符号122、122eおよび124、124eは
夫々給電線、接地線および導出線、接地線である。
なお、上記の構成における動作等については、前記の実
施例と同様であり、重複した説明は省略する。
この場合、前記の各縦振動音片70乃至78が形成される動
作においては、段数が多く通過帯域外の減衰量が大なる
値となり、さらに振動吸収体96a、98aにより不要振動波
が吸収され、スプリアス応答の抑圧特性がより向上す
る。
ここで、第3図に、第1図に示される実施例における通
過特性を示す。図からも容易に理解されるように、振動
吸収体42a、43aで振動が有効に吸収されており、通過帯
域外の不要スプリアス(応答)が低減されている。ここ
で帯域外減衰量は40dBより65dBに改善されている。
なお、上記の夫々の実施例において、振動吸収体保持部
42、43、96、98および振動吸収体42a、43aおよび96a、9
8aは、長方形(上面)に形成されているが、これに限定
されない。例えば、夫々の振動吸収体保持部42、43、9
6、98の両面に配設されること、さらに、振動を有効に
吸収する円盤、丸棒、振動吸収体を大量に保持すべく中
抜き構造等のいずれか、あるいは組み合わせをもって配
設されることも本発明に含まれる。
[発明の効果] 以上の説明のように、本発明の複合縦振動メカニカルフ
ィルタによれば、支持部材の両端間に配設される振動吸
収体保持部と、当該振動吸収体保持部に固着される振動
吸収体とを備えることを特徴としている。
これにより、入力側縦振動音片から支持部材および保持
部材等を介在して出力側縦振動音片等に伝搬する不要振
動波が有効に吸収、抑圧され、通過帯域外の不要スプリ
アス応答が低減されて、通過特性が向上する効果を奏す
る。
また、振動吸収体保持部は保持部材と振動体、結合部
材、支持部材および保持部材と同一平面上に一体的に形
成されるため、例えばリソグラフィ技術による浸食加工
によって同時に形成することができて、製造が容易にな
るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
実施例の構成を示す斜視図、 第2図は本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
他の実施例の構成を示す斜視図、 第3図は第1図に示される実施例の通過特性を示す特性
図、 第4図は従来技術に係る複合縦振動メカニカルフィルタ
の構成例を示す斜視図である。 32……入力側縦振動音片、34……出力側縦振動音片 36、38……結合部材、40、41……支持部材 42、43……振動吸収体保持部 42a、43a……振動吸収体 44a、44b……入力側圧電セラミックス 46a、46b……出力側圧電セラミックス 48、49……支持部材、50……外枠部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電部材が重合された入力側および出力側
    を含む複数の振動体と、前記振動体間を結合する結合部
    材と、入力側および出力側振動体に突設される支持部材
    と、前記支持部材の端部が固着される保持部材とを備
    え、前記振動体、前記結合部材、前記支持部材および前
    記保持部材は同一平面上に一体的に形成され、かつ供給
    された高周波信号を所定の周波数帯域に形成して導出す
    る複合縦振動メカニカルフィルタにおいて、 前記保持部材と前記入力側振動体および/または前記保
    持部材と前記出力側振動体との間に支持部材を介して配
    設され、かつ前記振動体、前記結合部材、前記支持部材
    および前記保持部材と同一平面上に一体的に形成された
    振動吸収体保持部と、 当該振動吸収体保持部に固着される振動吸収体と、 を備えることを特徴とする複合縦振動メカニカルフィル
    タ。
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