JPS59160308A - メカニカルフィルタ用圧電セラミック振動子およびそれを用いるメカニカルフィルタ - Google Patents
メカニカルフィルタ用圧電セラミック振動子およびそれを用いるメカニカルフィルタInfo
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- JPS59160308A JPS59160308A JP3293683A JP3293683A JPS59160308A JP S59160308 A JPS59160308 A JP S59160308A JP 3293683 A JP3293683 A JP 3293683A JP 3293683 A JP3293683 A JP 3293683A JP S59160308 A JPS59160308 A JP S59160308A
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- mechanical filter
- metal
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- metal thin
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/48—Coupling means therefor
- H03H9/50—Mechanical coupling means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明はメカニカルフィルタに関ｆる。
（２）技術の背景
信号あるいはデータの伝送におけるフィルタの役割は太
きい。例えがＰＣＭ ［送装置におけるタイミング抽出
用フィルタとして重要な役割を果す。
きい。例えがＰＣＭ ［送装置におけるタイミング抽出
用フィルタとして重要な役割を果す。
このようなフィルタとして一般的にはＬＣフィルタすな
わち電気的フィルタが主流である。ところが、近年にお
けるＬＳＩ化の進行と共に各種部品の小形化、高安定度
化、高信頼度化等が強く要求されるようになシ、このよ
うな要求に対し前記ＬＣフィルタでは最早機能不足とな
っている。そこで、このよりなＴ、 Ｃフィルタに代え
てメカニカルフィルタを用いる傾向が犬となってきた。
わち電気的フィルタが主流である。ところが、近年にお
けるＬＳＩ化の進行と共に各種部品の小形化、高安定度
化、高信頼度化等が強く要求されるようになシ、このよ
うな要求に対し前記ＬＣフィルタでは最早機能不足とな
っている。そこで、このよりなＴ、 Ｃフィルタに代え
てメカニカルフィルタを用いる傾向が犬となってきた。
（３）従来技術と問題点
メカニカルフィルタは通常複数の振動子、結合子、支持
線等からなり、その振動子としては圧電材料を用いた振
動部品が有望である。特にＰＣＭ宅内装置等に組み込ま
れるタイミング抽出用フィルタは比較的低周波（約２０
０ ｋＨｚ ）で用いられ、従来は縦振動モードの圧電
セラミック振動子を用いたメカニカルフィルタ（セラミ
ックフィルタ）が主に検討されてきた。然しこの種のセ
ラミックフィルタは安価であるという利点はあるものの
温度やニージンクに対する安定度に問題があり、また圧
電セラミック振動子を保持する支持線を圧電セラミック
の電極面に直接半田等で接続する方法しか採用し得ない
ことから電極面剥離等の問題が発生する可能性があり部
品の信頼性という点から難がある。また圧電セラミック
自身脆い材質であるので切断、研磨等の加工製造の工程
においてその取り扱いに十分留意する必要がある。
線等からなり、その振動子としては圧電材料を用いた振
動部品が有望である。特にＰＣＭ宅内装置等に組み込ま
れるタイミング抽出用フィルタは比較的低周波（約２０
０ ｋＨｚ ）で用いられ、従来は縦振動モードの圧電
セラミック振動子を用いたメカニカルフィルタ（セラミ
ックフィルタ）が主に検討されてきた。然しこの種のセ
ラミックフィルタは安価であるという利点はあるものの
温度やニージンクに対する安定度に問題があり、また圧
電セラミック振動子を保持する支持線を圧電セラミック
の電極面に直接半田等で接続する方法しか採用し得ない
ことから電極面剥離等の問題が発生する可能性があり部
品の信頼性という点から難がある。また圧電セラミック
自身脆い材質であるので切断、研磨等の加工製造の工程
においてその取り扱いに十分留意する必要がある。
（４）発明の目的
本発明は前述した従来の問題点、欠点等に鑑み、安定度
、信頼度に優れ且つ製造容易人捜動子を有してなるメカ
ニカルフィルタを提供することを目的とするものである
。
、信頼度に優れ且つ製造容易人捜動子を有してなるメカ
ニカルフィルタを提供することを目的とするものである
。
（５）発明の構成
上記目的を達成するために本発明は、複数の振動子とこ
れらの間に連結される結合子および支持線とからなるメ
カニカルフィルタにおいて、複数の前記振動すの各々が
、矩形の板状をなし、予め所定方向に分極された圧電セ
ラミックと、該圧電セラミックの上面および下面にそれ
ぞれ電極として接合され且つ共に恒弾性金属材料からな
る一対の金属薄片とを含んで構成されること全特徴とす
るものである。
れらの間に連結される結合子および支持線とからなるメ
カニカルフィルタにおいて、複数の前記振動すの各々が
、矩形の板状をなし、予め所定方向に分極された圧電セ
ラミックと、該圧電セラミックの上面および下面にそれ
ぞれ電極として接合され且つ共に恒弾性金属材料からな
る一対の金属薄片とを含んで構成されること全特徴とす
るものである。
（６）発明の実施例
以下図面に従って本発明を説明する。なお、ここでは、
縦振動子を例にとって説明する。
縦振動子を例にとって説明する。
第１図はメカニカルフィルタに用いる縦振動子として本
発明に最も近い形式の従来の縦振動子を示す斜視図であ
る。本図において、１ｏは縦振動子であυ圧電セラミッ
ク１１をベースにしてなる。
発明に最も近い形式の従来の縦振動子を示す斜視図であ
る。本図において、１ｏは縦振動子であυ圧電セラミッ
ク１１をベースにしてなる。
圧電セラミック１１はその厚み方向に分極される。
この分極は図中矢印Ａとして示される。なお、圧電セラ
ミックは一般にこのような分極処理を施して使用される
のが普通である。これは、電界の変化に対してリニアな
歪を生成させるためである。
ミックは一般にこのような分極処理を施して使用される
のが普通である。これは、電界の変化に対してリニアな
歪を生成させるためである。
この電界は、圧電セラミック１１の上面および下面に形
成された金属薄膜１２．１２’ （上面側のみ示す）を
両電極として交流電圧を印加することによ多形成される
。すなわち、第１図に示す縦振動子は、電界の方向に対
して直角方向に変位する横効果を利用したものである。
成された金属薄膜１２．１２’ （上面側のみ示す）を
両電極として交流電圧を印加することによ多形成される
。すなわち、第１図に示す縦振動子は、電界の方向に対
して直角方向に変位する横効果を利用したものである。
この交流電圧は、リード線１３および１３′を通して与
えられる。この場合、リード線１３．１３’は、半田接
合等によシ金属薄膜１２ 、１２’にそれぞれ接続され
る。
えられる。この場合、リード線１３．１３’は、半田接
合等によシ金属薄膜１２ 、１２’にそれぞれ接続され
る。
第２図は本発明のメカニカルフィルタに用いる縦振動子
を示す斜視図である。なお全図を通じて相互に同一の構
成要素には同一の参照番号又は記号を付して示す。本発
明のメカニカルフィルタに用いる縦振動子２０は、図か
ら明らかなように第１図の縦振動子１０の上面および下
面にさらに金属薄片２１および２１′を設けたものに相
当する。
を示す斜視図である。なお全図を通じて相互に同一の構
成要素には同一の参照番号又は記号を付して示す。本発
明のメカニカルフィルタに用いる縦振動子２０は、図か
ら明らかなように第１図の縦振動子１０の上面および下
面にさらに金属薄片２１および２１′を設けたものに相
当する。
これらが電極として働くため、リード線１３ 、１３’
は、第１図の金属薄膜１２．１２’ではなく、これら金
属薄片２１ 、２１’の一部にそれぞれ接続される。
は、第１図の金属薄膜１２．１２’ではなく、これら金
属薄片２１ 、２１’の一部にそれぞれ接続される。
さらにこれら金属薄片２１又は２１′を介して後述する
結合子、支持線が接合することになる。
結合子、支持線が接合することになる。
第１図の場合、前記リード線、結合子、支持線が金属薄
膜１２ 、１２’に対して接合されるため、主として強
度上不利であシ、メカニカルフィルタの縦振動子として
は製造上の難点があり、又、安定度、信頼度においても
不利である。ところが本発明によれば第２図のように金
属薄片（金属薄膜ではない）全導入したので、上記の難
点や不利は−掃される。そして注目すべきことは、これ
ら金属薄片がそのような難点や不利を単に一掃するに止
１らず後述する新たな効果をも生みだすことである。
膜１２ 、１２’に対して接合されるため、主として強
度上不利であシ、メカニカルフィルタの縦振動子として
は製造上の難点があり、又、安定度、信頼度においても
不利である。ところが本発明によれば第２図のように金
属薄片（金属薄膜ではない）全導入したので、上記の難
点や不利は−掃される。そして注目すべきことは、これ
ら金属薄片がそのような難点や不利を単に一掃するに止
１らず後述する新たな効果をも生みだすことである。
金属薄片２１．２１’は相互に同一形状である。
要するに全く同じものを圧電セラミック１１の上面およ
び下面に設ける。もしこれら金属薄片２１゜２１′が相
互に同じものでないと、純粋に圧電セラミック１１の長
さ方向のみの振動が得られず、不要な屈曲振動を生じさ
せてしまう。又、金属薄片２１．２１’は恒弾性金属材
料からなる。一般に恒弾性金属の熱処理温度を適当に変
えることにより、恒弾性金属材料の周波数温度係数を制
御できることが知られている。この技術を利用し、例え
ば今Ａ％に圧電セラミックの周波数温度係数が正のある
値を有するとすれば、恒弾性金属材料の温度係数が負に
なるように熱処理温度を調整し、圧電セラミックと恒弾
性金属板から成る複合振動子の周波数温度係数が零温度
係数であるようにすることができる。結局、金属薄片２
１．２１’と圧電セラミック１１の複合振動子として温
度補償を可能にする。さらに又、これら金属薄片２１．
２１’の各中心は、圧電セラミック１１の中心に一致せ
しめられる。前記の不要な屈曲振動を生じさせないため
である。そして、これら金属薄片２１．２１’の全長は
圧電セラミックの全長よシも短くする。この場合、これ
ら金属薄片２１．２１’の全長と圧電セラミックの全長
とを一致させる（つまり、これら金属薄片の間に圧電セ
ラミックを挾んでサンドウィッチ構造とする）というこ
とも考えられるが、本発明ではあえて両者の全長に差を
設ける。これは、メカニカルフィルタとしてこれらを構
成したとき、インピーダンス調整が簡単、３次のスジリ
アスの除去が簡単という利点があるからである（後述）
。
び下面に設ける。もしこれら金属薄片２１゜２１′が相
互に同じものでないと、純粋に圧電セラミック１１の長
さ方向のみの振動が得られず、不要な屈曲振動を生じさ
せてしまう。又、金属薄片２１．２１’は恒弾性金属材
料からなる。一般に恒弾性金属の熱処理温度を適当に変
えることにより、恒弾性金属材料の周波数温度係数を制
御できることが知られている。この技術を利用し、例え
ば今Ａ％に圧電セラミックの周波数温度係数が正のある
値を有するとすれば、恒弾性金属材料の温度係数が負に
なるように熱処理温度を調整し、圧電セラミックと恒弾
性金属板から成る複合振動子の周波数温度係数が零温度
係数であるようにすることができる。結局、金属薄片２
１．２１’と圧電セラミック１１の複合振動子として温
度補償を可能にする。さらに又、これら金属薄片２１．
２１’の各中心は、圧電セラミック１１の中心に一致せ
しめられる。前記の不要な屈曲振動を生じさせないため
である。そして、これら金属薄片２１．２１’の全長は
圧電セラミックの全長よシも短くする。この場合、これ
ら金属薄片２１．２１’の全長と圧電セラミックの全長
とを一致させる（つまり、これら金属薄片の間に圧電セ
ラミックを挾んでサンドウィッチ構造とする）というこ
とも考えられるが、本発明ではあえて両者の全長に差を
設ける。これは、メカニカルフィルタとしてこれらを構
成したとき、インピーダンス調整が簡単、３次のスジリ
アスの除去が簡単という利点があるからである（後述）
。
上述したように構成された縦振動子２０（第２図）のリ
ード線１３および１３′間に交流電圧を印加すると、該
縦振動子２０は所定周波数の縦第１次モードのもとに励
振される。実際にはその第１次モード以外に高次の奇数
次モードでも励振される。ただし、これらの励振はスジ
リアスである。
ード線１３および１３′間に交流電圧を印加すると、該
縦振動子２０は所定周波数の縦第１次モードのもとに励
振される。実際にはその第１次モード以外に高次の奇数
次モードでも励振される。ただし、これらの励振はスジ
リアスである。
第３図は第２図に示した縦振動子２０の周波数応答特性
を示すグラフであシ、その横軸は周波数ｆを示し、縦軸
は減衰量Ｌｏａｎを示す。本図において応答波形り、、
Ｌ３およびＬ５はそれぞれ縦振動の第１モード、第３モ
ードおよび第５次モードを表わす。なお、金属薄片２１
．２１’が相互に同一形状であり、同一配置になってい
るから縦奇数次モード以外のスジリアスは現われない。
を示すグラフであシ、その横軸は周波数ｆを示し、縦軸
は減衰量Ｌｏａｎを示す。本図において応答波形り、、
Ｌ３およびＬ５はそれぞれ縦振動の第１モード、第３モ
ードおよび第５次モードを表わす。なお、金属薄片２１
．２１’が相互に同一形状であり、同一配置になってい
るから縦奇数次モード以外のスジリアスは現われない。
第４図は第２図の縦振動子２０を用いてなる本発明のメ
カニカルフィルタの一実施例を示す斜視図である。検数
の縦振動子として２つの場合を示し、各々をサフィック
スａ、ｂによシ区別している。本図中の４１は支持線で
あシ、縦振動子２０ａおよび２０ｂｉ機械的に支持する
役目を果す。従って各縦動子のノードにおいて連結され
る。このノードは金属薄片２１ａ′および２１ｂ’の各
中心位置にある。又、４２は結合子である。なお、この
結合子４２は、一対の金属薄片２１ａ’、２１ｂ’を結
ぶものであれば複数本であってもよい。然しなから、結
合子４２で、金属薄片２１ａ’、２１ｂ’間を結んだ上
で、金属薄片２１ａ 、 ２１ｂ 間を結合子で結ぶ
ことは許されない。これは、入出力間が短絡するからで
ある。該ノード以外の位置において金属薄片２１８′お
よび２１ｂ′に接合される。“この結合子４２は屈曲振
動モードで励振される。かくして構成されるメカニカル
フィルタ４０における信号入力側はＩＮであシ、フィル
タされた出力を出力側ＯＵＴより得る。
カニカルフィルタの一実施例を示す斜視図である。検数
の縦振動子として２つの場合を示し、各々をサフィック
スａ、ｂによシ区別している。本図中の４１は支持線で
あシ、縦振動子２０ａおよび２０ｂｉ機械的に支持する
役目を果す。従って各縦動子のノードにおいて連結され
る。このノードは金属薄片２１ａ′および２１ｂ’の各
中心位置にある。又、４２は結合子である。なお、この
結合子４２は、一対の金属薄片２１ａ’、２１ｂ’を結
ぶものであれば複数本であってもよい。然しなから、結
合子４２で、金属薄片２１ａ’、２１ｂ’間を結んだ上
で、金属薄片２１ａ 、 ２１ｂ 間を結合子で結ぶ
ことは許されない。これは、入出力間が短絡するからで
ある。該ノード以外の位置において金属薄片２１８′お
よび２１ｂ′に接合される。“この結合子４２は屈曲振
動モードで励振される。かくして構成されるメカニカル
フィルタ４０における信号入力側はＩＮであシ、フィル
タされた出力を出力側ＯＵＴより得る。
第４図のように構成されたメカニカルフィルタ４０は以
下に述べる格別な効果を生じさせる。第１の効果はイン
ピーダンス調整が簡単であるということである。近年の
ＬＳＩ化に伴い、このメカニカルフィルタ４０の入力イ
ンピーダンスＺｉｎおよび出力インピーダンスＺｏｕｊ
Ｏ間に差をつけることがしばしば要求される。具体的に
はＺｉｎ（Ｚｏｕｔである。これは、メカニカルフィル
タ４００Å力側および出力側にＬＳＩ化されたＣ−ＭＯ
８回路が接続される場合に、メカニカルフィルタ４０で
の電圧減衰をなるべく小さく抑えるという設計上の要請
に基づく条件である。
下に述べる格別な効果を生じさせる。第１の効果はイン
ピーダンス調整が簡単であるということである。近年の
ＬＳＩ化に伴い、このメカニカルフィルタ４０の入力イ
ンピーダンスＺｉｎおよび出力インピーダンスＺｏｕｊ
Ｏ間に差をつけることがしばしば要求される。具体的に
はＺｉｎ（Ｚｏｕｔである。これは、メカニカルフィル
タ４００Å力側および出力側にＬＳＩ化されたＣ−ＭＯ
８回路が接続される場合に、メカニカルフィルタ４０で
の電圧減衰をなるべく小さく抑えるという設計上の要請
に基づく条件である。
上記第１の効果を生じさせる理由について説明する。第
５図は第４図に示した縦撮動子２０ａの断面図であシ、
圧電セラミックＩｌａの長さ方向に切断した場合を示す
。第６図は第４図に示した縦振動子２０ｂの断面図であ
り、断面の方向は第５図の場合と同じである。入力イン
ピーダンスＺｉｎに係る側の縦振動子２０ａ（第５図）
と出力インピーダンスＺ □ｕｔに係る側の縦撮動子２
０ｂ（第６図）との違いはスリブ）Ｓの有無にある。こ
のスリットＳは例えばレーザにより簡単に形成でき、こ
れによ！ｌｌＳの両側の金属薄膜同士の導通が断たれる
。スリットＳが無い場合（第５図）、電極の全長はＬｐ
であシ、スリットＳがある場合（第６図〕電極の全長は
ＴＪＭである。ここにＬＰ＞ＬＭであるがこの長短の差
は、ｚｌｎとＺｏｕｔの大小に関係する。
５図は第４図に示した縦撮動子２０ａの断面図であシ、
圧電セラミックＩｌａの長さ方向に切断した場合を示す
。第６図は第４図に示した縦振動子２０ｂの断面図であ
り、断面の方向は第５図の場合と同じである。入力イン
ピーダンスＺｉｎに係る側の縦振動子２０ａ（第５図）
と出力インピーダンスＺ □ｕｔに係る側の縦撮動子２
０ｂ（第６図）との違いはスリブ）Ｓの有無にある。こ
のスリットＳは例えばレーザにより簡単に形成でき、こ
れによ！ｌｌＳの両側の金属薄膜同士の導通が断たれる
。スリットＳが無い場合（第５図）、電極の全長はＬｐ
であシ、スリットＳがある場合（第６図〕電極の全長は
ＴＪＭである。ここにＬＰ＞ＬＭであるがこの長短の差
は、ｚｌｎとＺｏｕｔの大小に関係する。
なお、第７図は第５図の縦振動子２０ａと第６図の縦振
動子２０ｂに共通な等価回路図である。本図においてＬ
は等価インダクタンス成分、Ｃは等価容量成分、Ｃｄは
制動容量、Ｒは等価抵抗を示し、共振周波数ｆｒは、 で定まる。なお、第５図の場合のｆｒも、第６図の場合
のｆｒも同じである。なぜなら、縦振動圧電セラミック
の振動周波数はその全長にのみ依存するからである（圧
電セラミ′ツクｌｌａとｌｌｂの全長は同じ）。ここで
、圧電セラミックと金属薄片の寸法を一定とした場合、
第５図と第６図の等価インダクタンス（Ｌ）の大小を比
較すると、第５図のスリットＳが無い場合の方が電極面
積が大きいから、電気−機械の変換効率が良く、Ｌは小
さくなる。すなわち、スリットＳが無い場合の等価イン
ダクタンス（Ｚｉｎを決定）は、スリットＳがある場合
の等価インダクタンス（Ｚｏｕｔ ｋ決定）に比して小
でちゃ、所期のＺｉｎ （Ｚｏｕｔが成立する。
動子２０ｂに共通な等価回路図である。本図においてＬ
は等価インダクタンス成分、Ｃは等価容量成分、Ｃｄは
制動容量、Ｒは等価抵抗を示し、共振周波数ｆｒは、 で定まる。なお、第５図の場合のｆｒも、第６図の場合
のｆｒも同じである。なぜなら、縦振動圧電セラミック
の振動周波数はその全長にのみ依存するからである（圧
電セラミ′ツクｌｌａとｌｌｂの全長は同じ）。ここで
、圧電セラミックと金属薄片の寸法を一定とした場合、
第５図と第６図の等価インダクタンス（Ｌ）の大小を比
較すると、第５図のスリットＳが無い場合の方が電極面
積が大きいから、電気−機械の変換効率が良く、Ｌは小
さくなる。すなわち、スリットＳが無い場合の等価イン
ダクタンス（Ｚｉｎを決定）は、スリットＳがある場合
の等価インダクタンス（Ｚｏｕｔ ｋ決定）に比して小
でちゃ、所期のＺｉｎ （Ｚｏｕｔが成立する。
これは単にスリットＳの有無によって満足されることに
注目すべきである。
注目すべきである。
次に、第４図のように構成されたメカニカルフィルタ４
０によって得られる第２の効果について述べる。この第
２の効果とは、第３次のスゲリアスモードが簡単に抑圧
できることである。結論がら言えば、第６図におけるＬ
ＰとＬＭの関係を、ＬＭ″＝ ａ Ｌｐ に選べば良いことである。実用上、メカニカルフィルタ
としては出力側の縦振動子にのみその関係を満足させれ
ば十分である。既述のように金属薄片の間に圧電セラミ
ック（各々の全長は全て同一）を挾み込むサンドウィッ
チ構造としたとすると、ＬＭとＬＰの関係をＬＭ辷ｚＬ
Ｐに設定することは不゛ ３ 可能である。
０によって得られる第２の効果について述べる。この第
２の効果とは、第３次のスゲリアスモードが簡単に抑圧
できることである。結論がら言えば、第６図におけるＬ
ＰとＬＭの関係を、ＬＭ″＝ ａ Ｌｐ に選べば良いことである。実用上、メカニカルフィルタ
としては出力側の縦振動子にのみその関係を満足させれ
ば十分である。既述のように金属薄片の間に圧電セラミ
ック（各々の全長は全て同一）を挾み込むサンドウィッ
チ構造としたとすると、ＬＭとＬＰの関係をＬＭ辷ｚＬ
Ｐに設定することは不゛ ３ 可能である。
第８図はＬＭ≠ａ Ｌｐ を満足させた第４図のメカ
ニカルフィルタ４０の周波数応答特性を示すグラフであ
シ、その横軸と縦軸は第３図と同様に周波数ｆおよび減
衰ｔ ＬＯ８Ｂ ’ｌ：示す。本グラフに示すとおシ、
第３次のスプリアスモードＬ３は顕著に抑圧されている
。又、第５次のスゲリアスモードＬ５ もメカニカルフ
ィルタとしての機能にょシ相当抑圧されている。
ニカルフィルタ４０の周波数応答特性を示すグラフであ
シ、その横軸と縦軸は第３図と同様に周波数ｆおよび減
衰ｔ ＬＯ８Ｂ ’ｌ：示す。本グラフに示すとおシ、
第３次のスプリアスモードＬ３は顕著に抑圧されている
。又、第５次のスゲリアスモードＬ５ もメカニカルフ
ィルタとしての機能にょシ相当抑圧されている。
第９図は第３次のスプリアスモードが顕著に抑圧される
ことの理由を説明するために用いるグラフであり、その
横軸には［をとり（Ｌは圧電セラミック（１１ａ、１１
ｂ ）の全長、Ｘはその中間位置の長さである）、縦軸
には圧電セラミック（ｌｌａ、ｌｌｂ ）に現われる歪
りをとって示す。
ことの理由を説明するために用いるグラフであり、その
横軸には［をとり（Ｌは圧電セラミック（１１ａ、１１
ｂ ）の全長、Ｘはその中間位置の長さである）、縦軸
には圧電セラミック（ｌｌａ、ｌｌｂ ）に現われる歪
りをとって示す。
そもそも、圧電セラミックは機械的歪＝交流電圧という
変換を行うものであシ、この機械的歪により正または負
の電荷が誘起されることを利用している。そうすると、
第３次の励振モードにのみ着目すると、＋側の歪によっ
て誘起される十の総電荷量（ハツチング領域９１で示す
）と−側の歪によって誘起される−の総電荷量（ハツチ
ング領域９２．９３で示す）とが相殺し、結局誘起電荷
は零となる。つまシ第３次の励振モードに関してはフィ
ルタ出力として現われないことになる。これが第３次の
スゲリアスモードが抑圧される理由である。
変換を行うものであシ、この機械的歪により正または負
の電荷が誘起されることを利用している。そうすると、
第３次の励振モードにのみ着目すると、＋側の歪によっ
て誘起される十の総電荷量（ハツチング領域９１で示す
）と−側の歪によって誘起される−の総電荷量（ハツチ
ング領域９２．９３で示す）とが相殺し、結局誘起電荷
は零となる。つまシ第３次の励振モードに関してはフィ
ルタ出力として現われないことになる。これが第３次の
スゲリアスモードが抑圧される理由である。
（７）発明の詳細
な説明したように本発明によれば、安定度、信頼度に優
れ且つ製造容易であると共に、インピーダンス調整が簡
単でしかも第３次のスプリアスモードも簡単に抑圧でき
るという格別の効果を備えたメカニカルフィルタが実現
される。
れ且つ製造容易であると共に、インピーダンス調整が簡
単でしかも第３次のスプリアスモードも簡単に抑圧でき
るという格別の効果を備えたメカニカルフィルタが実現
される。
第１図はメカニカルフィルタに用いる縦振動子として本
発明に最も近い形式の従来の縦振動子を示す斜視図、第
２図は本発明のメカニカルフィルタに用いる縦振動子を
示す斜視図、第３図は第２図に示した縦振動子２００周
波数応答特性を示すグ・ラフ、第４図は第２図の縦振動
子２０を用いてなる本発明のメカニカルフィルタの一実
施例を示す斜視図、第５図は第４図に示した縦振動子２
０ａの断面図、第６図は第４図に示した縦振動子２０ｂ
の断面図、第７図は第５図の縦振動子２０ａと第６図の
縦振動子２０ｂに共通な等価回路図、第８図はＬＭ−ａ
Ｌｐ ｋ満足させた第４図のメカニカルフィルタ４０
０周波数応答特性を示すグラフ、第９図は第３次のスプ
リアスモードが顕著に抑圧されることの理由を説明する
ために用いるグラフである。 １１ａ、１１ｂ・・・圧電セラミック、１２ａ、１２ａ
’。 １２ｂ 、 １２ｂ’ ・・・金属薄膜、２０ ａ 、
２０ ｂ−・−に／ｆ：振動子、２１ ａ ＋２１ａ
’ｔ ２１ ｂ ＋ ２１ｂ’ ・・・金属薄片、４１
・・・支持線、４２・・・結合子、Ｓ・・・スリット。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士青水 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第１図 現 ハ 第２図 や 第３図 ｆ−＋ 第５図 Ｚ桓 ４１４／
発明に最も近い形式の従来の縦振動子を示す斜視図、第
２図は本発明のメカニカルフィルタに用いる縦振動子を
示す斜視図、第３図は第２図に示した縦振動子２００周
波数応答特性を示すグ・ラフ、第４図は第２図の縦振動
子２０を用いてなる本発明のメカニカルフィルタの一実
施例を示す斜視図、第５図は第４図に示した縦振動子２
０ａの断面図、第６図は第４図に示した縦振動子２０ｂ
の断面図、第７図は第５図の縦振動子２０ａと第６図の
縦振動子２０ｂに共通な等価回路図、第８図はＬＭ−ａ
Ｌｐ ｋ満足させた第４図のメカニカルフィルタ４０
０周波数応答特性を示すグラフ、第９図は第３次のスプ
リアスモードが顕著に抑圧されることの理由を説明する
ために用いるグラフである。 １１ａ、１１ｂ・・・圧電セラミック、１２ａ、１２ａ
’。 １２ｂ 、 １２ｂ’ ・・・金属薄膜、２０ ａ 、
２０ ｂ−・−に／ｆ：振動子、２１ ａ ＋２１ａ
’ｔ ２１ ｂ ＋ ２１ｂ’ ・・・金属薄片、４１
・・・支持線、４２・・・結合子、Ｓ・・・スリット。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士青水 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第１図 現 ハ 第２図 や 第３図 ｆ−＋ 第５図 Ｚ桓 ４１４／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の振動子とこれらの間に連結される結合子およ
び支持線とからなるメカニカルフィルタにお、いて、複
数の前記振動子の各々が、予め所定方向に分極された圧
電セラミックと、該圧電セラミックの上面および下面に
それぞれ接合され且つ共に恒弾性金属材料からなる一対
の金属薄片とを含んで構成されること全特徴とするメカ
ニカルフィルタ。 ２、前記圧電セラミックが横効果を利用し且つ予め厚さ
方向に分極され、該圧電セラミックの上面および下面の
全面にそれぞれ金属薄膜が形成され、前記一対の金属薄
片が相互に同一形状で、さらにその全長が前記圧電セラ
ミックの全長より短く、その中心が該圧電セラミックの
中心に一致するように配置され、前記支持線が該金属薄
片の中心位置において該一対の金属薄片の一方に接合さ
れ、又、前記結合子が該金属薄片の中心位置以外の位置
において、該一対の金属薄片の一方に接合され、屈曲撮
動モードで励振される特許請求の範囲第１項記載のメカ
ニカルフィルタ。 ３、前記複数の振動子の少なくとも一方において、前記
圧電セラミックの全長ｔ、ｐに対し各前記金属薄片の全
長ＬＭが、ＬＭ キーＬ ｐ を満足する特許請求の範
囲第２項記載のメカニカルフィルタ。 ４、前記複数の振動子の少なくとも一方において、各前
記金属薄膜に対し、各前記金属薄片の各端面に平行して
スリットを設ける特許請求の範囲第２項記載のメカニカ
ルフィルタ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293683A JPS59160308A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | メカニカルフィルタ用圧電セラミック振動子およびそれを用いるメカニカルフィルタ |
| US06/582,768 US4555682A (en) | 1983-03-02 | 1984-02-23 | Mechanical filter |
| NO840713A NO165619C (no) | 1983-03-02 | 1984-02-24 | Mekanisk filter. |
| DE8484301264T DE3483398D1 (de) | 1983-03-02 | 1984-02-27 | Elektromechanisches filter mit mechanisch gekoppelten resonatoren. |
| EP84301264A EP0118272B1 (en) | 1983-03-02 | 1984-02-27 | Mechanically coupled electrical filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293683A JPS59160308A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | メカニカルフィルタ用圧電セラミック振動子およびそれを用いるメカニカルフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160308A true JPS59160308A (ja) | 1984-09-11 |
| JPH0259650B2 JPH0259650B2 (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=12372818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293683A Granted JPS59160308A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | メカニカルフィルタ用圧電セラミック振動子およびそれを用いるメカニカルフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510386A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 温度補償型圧電薄膜共振器（ｆｂａｒ）デバイス |
-
1983
- 1983-03-02 JP JP3293683A patent/JPS59160308A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510386A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 温度補償型圧電薄膜共振器（ｆｂａｒ）デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0259650B2 (ja) | 1990-12-13 |
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