JPS58200622A - 水晶フイルタ - Google Patents

水晶フイルタ

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JPS58200622A
JPS58200622A JP8325682A JP8325682A JPS58200622A JP S58200622 A JPS58200622 A JP S58200622A JP 8325682 A JP8325682 A JP 8325682A JP 8325682 A JP8325682 A JP 8325682A JP S58200622 A JPS58200622 A JP S58200622A
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JP
Japan
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circuit
crystal
filter
inductor
capacitance
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JP8325682A
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JPH0119651B2 (ja
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Masaki Kobayashi
正樹 小林
Masao Iida
飯田 政雄
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/542Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material including passive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小形、軽量および遮断特性の優れた水晶フィル
タに関するものである。
水晶フィルタは従来から多用されてきたLCフィルタ、
アクティブフィルタに比べ、共振子のQが2桁以上高く
、その共振周波数の安定性も優れている為に、周波数安
定性、挿入損失が問題とされる狭帯域フィルタとして搬
送装置用ノ4イロットフィルタ等に適用されてきた。第
1図は従来から用いられてきた水晶フィルタの一例を示
し、1゜2は信号入力端子、3,4は信号出力端子、C
1はキャノ4シタ、Xは水晶振動子、Tは巻線比がに一
1のトランスである。第2図は第1図に示すフィルタの
周波数fと減衰量Aとの関係を表わしたもので、Δfは
−3dB帯域幅を示す。第1図に示すフィルタにおける
−3 dB帯域幅は水晶振動子Xの容量比をr(=  
  容 CD)、等価キャノぐシティcM フィルタの中心周波数をfoとした時、周知の如く(1
)式で表わされる。
Δf = j−L−(t) 2γ (1)式から明らかな様に、通過帯域幅Δfは容量比γ
により制限される。水晶振動子の容量比は数百に限定さ
れる。この為従来においては、比帯域幅Bを増大させる
ために第3図に示す様に水晶振動子X及び電気容量C1
に並列に伸長コイルL1を挿入して拘束容量CDを補償
していた。この様な構成ではインダクタの数が増加して
回路が複雑化され、小形化、経済化が困難になる欠点が
あった。
本発明の目的はこれらの欠点を除去する為、水晶振動子
とインダクタとの直列回路に並列にキャパシタを設けて
広帯域なパントノeス特性を有する優れた水晶フィルタ
を提供するものでろシ以下詳細に説明する。
第1図は本発明の詳細な説明する図であり、水晶振動子
XにキャパシタC2とインダクタL2より成るL型回路
を付加したバンド・やス特性を有する回路である。本回
路によって水晶振動子Xの拘束容jjkCDの影響を無
くすることができ、比帯域幅Bを大きくすることができ
ることを第5図から第8図にかけて説明する。(以下の
説明において各素子の記号は各々その素子の値をも意味
するものとする。)第5図は第4図の等両回路を示し、
LM + CM + coは各々水晶振動子Xの等価イ
ンダクタ、等価キヤ・ぐシタ、拘束容量であり、他の記
号は第4図と同じものである。第5図中キヤA’シタC
2、インダクタし2、拘束容量CDよ構成るπ型回路を
第6図に示すように2ケのキャパシタC2とインダクタ
し2よ構成るπ型回路とキャノやシタCD2 (容量C
D2=CD  C2)に変形して考えると、このπ型回
路はジャイレータを構成することになシ、そのFマトリ
ックスは で表わされる。(2)式においてωgは素子で決まるれ
る。そして入力信号の角周波数ωが共振角周波数ωgの
近傍(0〜0g)において、(2)式は(3)式で近似
できる。
従って、第6図において端子5,6から水晶振動子X側
を見込んだインピーダンス2は0〜0gにおいて(4)
式となる。
Z−劫〔jω(co C2)+1昔と。〕(4)又(4
)式は第7図の回路を表わし、同図中のインダクタL3
、インダクタL4、キヤ・やシタC3の値は L3−」±(Co−Cz)    (5)2 L4 =  ”” CM         (6)2 C3=」ユLM         (7)2 で表わされる。(5)式においてCD=C2とするとL
3の値は0となシ、第7図は第8図に示すようにインダ
クタL4とキャパシタC3から成るタンク回路となる。
従って第4図に示す回路において、キヤ・ぐシタC2の
容量値を水晶振動子Xの有する拘束容量CDと同一の値
とすることにより水晶振動fXの拘束容量CDを無視で
きることとな!D、(1)式から帯域幅を広くとること
ができることが分かる。以上説明したように、水晶振動
子XにインダクタL2とキヤ・やシタC2から成るL型
回路を付加し、当該り型回路のキャパシタC2の値を水
晶振動子Xの拘束容量の値CDと同一にすることにより
該拘束容量を無視でき、L、Cから成るバンド・ぐス特
性を有するタンク回路が実現できることになる。
第9図は本発明の第1の実施例を示す水晶フィルター回
路を示し、上述したバンド/IPス特性を有する第4図
の回路と結合容量C4からC結合型フィルタを構成した
ものである。第9図に示す水晶フィルタの特性を次に説
明する。第10図は第9図に示すフィルタの特性を調べ
る実験回路図を示し、Sは信号源、R8は信号源抵抗、
RLは負荷抵抗であり、抵抗R1+ R2e R3およ
びオ(アンプ甚より成るアクティブ回路は水晶振動子X
のインピーダンスを低減する回路である。(水晶振動子
Xのインピーダンスが比較的低い場合は、該アクティブ
回路は不要である)第10図において、信号源Sから種
々の周波数の信号を水晶フィルタに通すことにより信号
の減衰量を測定した結果を第11図に示す。この場合に
おける第10図に示す各素子の値は表1に示す通りであ
る。第11図は横軸を信号周波数、縦軸を減衰量とした
ものであり、この場合の中心周波数f。は32.764
 kHzである。
1′。
、J′ 表−1 以上説明したように第1の実施例においては比帯域制限
を与える水晶振動子Xの拘束容量CDの影響を無くする
ことができる為、フィルタ+特性の広帯域化が可能とな
シ、かつ従来実施例の第3図におけるように水晶振動子
Xおよび電気容量C1に並例に伸長コイルL1を挿入す
る必要もない利点がある。
第12図は第1θ図のインダクタL2  (すなわち第
9図のインダクタL2と同じ)を2個のアクティブジャ
イレータ間に電気容量C21を並列に挿して等測的に置
き換えたものであシ、水晶フィルタとしての効果は第1
の実施例と同じものである。
第12図にて点線で囲んだ2個のアクティブジャイレー
タ7と電気容量C21でインダクタL2を実現できるこ
とは以下の説明から明らかとなる。すなわち、アクティ
ブジャイレータ70Fマトリツクスはアクティブジャイ
レータ7の伝達インピーダンスをRとすると、周知の如
く(8)式で表わされる。
第12図において2個のアクティブジャイレータ7と電
気容量C21よりなる回路Fマトリックスは(9)式の
通りとなる。
(9)式においてC21R” = L 2とすればとな
シ、等測的にインダクタL2が実現できる。
従って、第12図に示す第2の実施例においても、第1
の実施例にて説明したことと同様の水晶フィルタを構成
することとなシ、更にインダクトレスフィルタ會を実現
することができる。
上記説明はフローティングインダクタンスの実現に関す
る一例を述べたものであル、能動回路とコンデンサ、抵
抗を用いてフローティングインダクタンスを実現する手
段は他の公知の方法によっても可能である。
次に第3の実施例について第13図から第17図に基づ
いて説明する。第13図はり、Cよシ構成される帯域通
過フィルタの原回路であル、キャパシタC5、インダク
タL5よシ成る直列インピーダンス、キャパシタC6、
インダクタL6よシなる並列分枝インピーダンスは周知
のごとくフィルタの中心周波数に応じて共振するように
設計されているものである。第14図は周知の回路の変
換を示しており、第14図(A)に示すキヤ・やシタC
5、インダクタL5から成る直列共振回路を第14図(
B)に示すように該直列分枝インピーダンスの伝達イン
ピーダンスR,を有するジャイレータ8と、キャパシタ
ンスC6並びにインダクタL6からなるタンク回路とか
ら構成される回路への変換を示す。又この場合周知のよ
うにジャイレータ表わされる。従って第13図に示した
帯域通過フィルタの原回路は第15図に示すように書き
換えることができ、更に第15図におけるキヤ・ぞシタ
C6とインダクタL6から成る3個のタンク回路を第4
図で示す本発明の基本原理回路で置き換えることにより
、第16図に示す水晶フィルタが得られる。
又第16図に示す水晶フィルタのインダクタL2を第1
2図にて説明した、)、と同様に2個のノヤイレータ7
とキヤ・ぐシタC21を用いて等価的に作り、第16図
の点線で囲む枠内を各々17図で示す回路で置き換えて
も同様であシ、インダクトレス水晶フィルタが実現でき
る。
本発明による水晶フィルタはインダクタとキャパシタの
L型回路と水晶振動子を用いて構成されており、水晶振
動子Xの拘束容量の影響を無くすることができる為、従
来におけるようにインダクタの数を増加させることなく
広帯域化が図れるという利点を有する。
又、インダクタとキャノセシタより成る2次のタンク回
路をインダクタ、キャノぐシタのL型回路と水晶振動子
を用いて実現できる為、安定度が必要とされるり、Cフ
ィルタ等のり、Cタンク回路の置換が可能であり、更に
本発明に係る水晶フィルタのインダクタを2ケのアクテ
ィブジャイレータと電気容量を用いて等価的に構成する
ことによジインダクトレス水晶フィルタの実現も可能と
なる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の水晶フィルタの一例を示す回路図、第2
図は第1図の水晶フィルタ特性を示す説明図、第3図は
従来における水晶フィルタの広帯域化の為の回路図、第
4図は本発明の原理を示す回路図、第5図から第8図は
第4図に示す回路と等価であり本発明の詳細な説明する
為の回路図、第9図は本発明の第1の実施例を示す回路
図、第10図は第9図に示すフィルタの特性を調べる実
験回路図、第11図は第10図に示す実験回路から得ら
れたフィルタ特性の実験結果を示す説明図、第12図は
第10図のインダクタL2を等価的に置き換えて実現し
た本発明の第2の実施例によるインダクトレスフィルタ
の回路図、第13図はり。 Cよ多構成される帯域通過フィルタの原回路、第14図
は周知の回路変換の説明図、第15図は第13図に示す
回路を第14図(B)にて置換して得られた回路図、第
16図は1本発明の@3の実施例による水晶フィルタ、
第17図は第16図の点線で囲んだ部分と等価的に置換
できる回路の説明図である。 ”2  r L3  + L4  + L5  r t
、、、  + LM・・・インダクタ、C2、c3 、
c4 、C5、C6、c21.C,。 cDI CD2・・・キャパシタ、X・・・水晶振動子
、S・・・信号源、R8e RI−* R1* R2r
 R3”・抵抗、AMP−・・オペアンプ、1,2・・
・信号入力端子、3゜4・・・信号出力端子、5,6・
・・2端子インピーダンスの端子、7・・・アクテイゾ
ジャイレータ、8・・・ジャイレータ、Ro・・・ジャ
イレータ8の伝達インピーダンス、R・・・アクテイゾ
ジャイレータ7の伝達インピーダンス、VC・・・直流
電圧。 第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)並列インピーダンスを有する4端子網において、
    前記インピーダンスがインダクタと水晶振動子の直列回
    路と該直列回路と並列に設けられるキヤ・ぐシタとから
    成ることを特徴とする水晶フィルタ。
  2. (2)  インダクタンスを能動回路と電気容量と抵抗
    により構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の水晶フィルタ。
  3. (3)並列インピーダンスを有する4゛端子網において
    、前記インピーダンスが、インダクタと水晶振動子の直
    列回路と該直列回路と並列に設けられるキャノぐシタか
    ら成るバンド・やス特性を有する回路と、該回路の入出
    力両端に2つのジャイレータと該2つのジャイレータ間
    に挿入される前記バンド・やス特性を有する回路とを各
    々縦続に設けて成ることを特徴とする水晶フィルタ。
  4. (4)  インダクタンスを能動回路と電気容量と抵抗
    により構成したことを特徴とする特許請求の範囲第3項
    記載の水晶フィルタ。
JP8325682A 1982-05-19 1982-05-19 水晶フイルタ Granted JPS58200622A (ja)

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JP8325682A JPS58200622A (ja) 1982-05-19 1982-05-19 水晶フイルタ

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JPH0119651B2 JPH0119651B2 (ja) 1989-04-12

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530153A (ja) * 2007-05-29 2010-09-02 エプコス アクチエンゲゼルシャフト マルチバンドフィルタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530153A (ja) * 2007-05-29 2010-09-02 エプコス アクチエンゲゼルシャフト マルチバンドフィルタ
US8384496B2 (en) 2007-05-29 2013-02-26 Epcos Ag Multiband filter

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