JPS60232712A - ピエゾ電気伝送素子用の広帯域整合回路 - Google Patents
ピエゾ電気伝送素子用の広帯域整合回路Info
- Publication number
- JPS60232712A JPS60232712A JP60048465A JP4846585A JPS60232712A JP S60232712 A JPS60232712 A JP S60232712A JP 60048465 A JP60048465 A JP 60048465A JP 4846585 A JP4846585 A JP 4846585A JP S60232712 A JPS60232712 A JP S60232712A
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- JP
- Japan
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- transmission device
- broadband network
- conductance
- frequency
- active electrode
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
本発明は、伝達すべき周波数帯域の中心周波数ｒｏのた
めにキャパシタンスＣｏとりアクタンスＸＯとを有する
ピエゾ電気的伝送装置（ｊｂｅｒｔｒａｇｅｒ）に５０
Ωのインピーダンスレベル（Ｗｅｌｌｅｎｒ＋１ｄｅｒ
ｓｔａｎｄ）をもつ信号案内導線に適合するための広帯
域ネットワークに関するものである。
めにキャパシタンスＣｏとりアクタンスＸＯとを有する
ピエゾ電気的伝送装置（ｊｂｅｒｔｒａｇｅｒ）に５０
Ωのインピーダンスレベル（Ｗｅｌｌｅｎｒ＋１ｄｅｒ
ｓｔａｎｄ）をもつ信号案内導線に適合するための広帯
域ネットワークに関するものである。
この種のピエゾ電気的伝送装置は特に音響顕微鏡で高周
波振動を超音波に及びその逆に変換するために利用され
る。前記伝送装置は音響伝播媒質例えばサファイナに直
接音響接点で取付られる。
波振動を超音波に及びその逆に変換するために利用され
る。前記伝送装置は音響伝播媒質例えばサファイナに直
接音響接点で取付られる。
普通の方法で伝送装置はスパックされる（ｓｐｕｔｔｅ
ｒｎ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）層からなり、該酸化亜鉛層は
２つの金属層の間に埋め込まれ、そのうちの１つの層は
サファイアにスパックされる。適当な周波数の電気基が
金属層の間に構成されると、ＺｎＯ層が音響釣場を生ず
る。層厚さは音響顕微鏡のための所望の作動周波数に応
じて選択されなければならない。典型的作動周波数は１
００ＭＨｚと２ＧＨｚの間にある。ＺｎＯ層の厚さは波
長のλ／４乃至λ／２までＺｎＯ層内の作動周波数にお
いて選択される。
ｒｎ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）層からなり、該酸化亜鉛層は
２つの金属層の間に埋め込まれ、そのうちの１つの層は
サファイアにスパックされる。適当な周波数の電気基が
金属層の間に構成されると、ＺｎＯ層が音響釣場を生ず
る。層厚さは音響顕微鏡のための所望の作動周波数に応
じて選択されなければならない。典型的作動周波数は１
００ＭＨｚと２ＧＨｚの間にある。ＺｎＯ層の厚さは波
長のλ／４乃至λ／２までＺｎＯ層内の作動周波数にお
いて選択される。
電気的接続のため斯かる伝送装置は大体において容量圧
のインピーダンスを示す。その補充回路図はキャパシタ
ンスと直列の抵抗として示されることができる。抵抗と
しての典型的値は伝送装置のＱファクタが１０であると
きコンデンサのリアクタンスの１／１０において伝達す
べき周波数域の中央にあり、その際品質ファクタ（ＧＵ
ｔｅｆａｋｔｏｒ）Ｑは出力動力に対する入力動力の比
として定義される。
のインピーダンスを示す。その補充回路図はキャパシタ
ンスと直列の抵抗として示されることができる。抵抗と
しての典型的値は伝送装置のＱファクタが１０であると
きコンデンサのリアクタンスの１／１０において伝達す
べき周波数域の中央にあり、その際品質ファクタ（ＧＵ
ｔｅｆａｋｔｏｒ）Ｑは出力動力に対する入力動力の比
として定義される。
５０Ωシステムでの伝送装置の直接の連結は電気的欠如
適合（Ｆｅｈｌａｎｐａｓｓｕｎｇ ）が大きい故に強
い動力損失がつきものである。この理由から電気的結合
ネットワークは伝送装置と５０Ωシステムとの間で利用
され、該ネットワークは普通の方法で一定の作動周波数
のために最適にされ、したがって適合がこの周波数のま
わりの狭い範囲のためにのみ与えられている。適合ネッ
トワークはしたがって限定された帯域幅のみを有する。
適合（Ｆｅｈｌａｎｐａｓｓｕｎｇ ）が大きい故に強
い動力損失がつきものである。この理由から電気的結合
ネットワークは伝送装置と５０Ωシステムとの間で利用
され、該ネットワークは普通の方法で一定の作動周波数
のために最適にされ、したがって適合がこの周波数のま
わりの狭い範囲のためにのみ与えられている。適合ネッ
トワークはしたがって限定された帯域幅のみを有する。
大きな広帯域範囲にわたって使用するため大きな範囲の
ための適合ネットワークを最適化することが試みられる
。このことは普通に適合要素の数が高められる程度での
み成功する。帯域幅を拡げるための理論的上限は大体に
おいて伝送装置のＱファクタにより定められる。構造要
素の数が高められる程度で、ネットワークのための実際
の実現可能性がますます困難にされる。したがって実際
的理由から適合要素の数を限定することに苦労している
。
ための適合ネットワークを最適化することが試みられる
。このことは普通に適合要素の数が高められる程度での
み成功する。帯域幅を拡げるための理論的上限は大体に
おいて伝送装置のＱファクタにより定められる。構造要
素の数が高められる程度で、ネットワークのための実際
の実現可能性がますます困難にされる。したがって実際
的理由から適合要素の数を限定することに苦労している
。
音響的顕微鏡の範囲で使用するため更に適合ネットワー
クが必要な方法で音響的レンズ装置の一部であることを
考慮すべきである。このレンズは振動系内の像走査のた
めの動かされなけれならない。したがって動かすべき塊
（Ｍａｓｓｅｎ）をできるだけ小さく保持できるように
エネルギー理論の理由から適合ネットワークのミニアチ
ュア化する必要性が存在する。
クが必要な方法で音響的レンズ装置の一部であることを
考慮すべきである。このレンズは振動系内の像走査のた
めの動かされなけれならない。したがって動かすべき塊
（Ｍａｓｓｅｎ）をできるだけ小さく保持できるように
エネルギー理論の理由から適合ネットワークのミニアチ
ュア化する必要性が存在する。
従って本発明の課題は適合ネットワークのための構成を
与えることにあり、該構成は最少数の構成要素により最
大の広帯域を得る。ＺｎＯ伝送装置のため、特にｆ ｏ
／ ２の帯域幅が可能となる。
与えることにあり、該構成は最少数の構成要素により最
大の広帯域を得る。ＺｎＯ伝送装置のため、特にｆ ｏ
／ ２の帯域幅が可能となる。
この課題は本発明により頭初に示した種類のピエゾ電気
的伝送装置のための適合ネットワークにより、伝送装置
のりアクタンスに依存して夫々特許請求の範囲第１項、
第４項、第７項の特徴部分の構成で与えられる回路が選
択される。適合ネットワークの構成要素のための有利な
寸法化（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｅｒｕｎｇｅｎ ）は特
許請求の範囲第２項、第５項、第６項から与えられる、
それにより与えられる値はギガヘルツ範囲（Ｇｉｇａ−
Ｈｅｒｔｚ−Ｂｅｒｅｉｃｈ）の特に有利な方法で特許
請求の範囲第３項、第６項に与えられる手段で実現され
る。
的伝送装置のための適合ネットワークにより、伝送装置
のりアクタンスに依存して夫々特許請求の範囲第１項、
第４項、第７項の特徴部分の構成で与えられる回路が選
択される。適合ネットワークの構成要素のための有利な
寸法化（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｅｒｕｎｇｅｎ ）は特
許請求の範囲第２項、第５項、第６項から与えられる、
それにより与えられる値はギガヘルツ範囲（Ｇｉｇａ−
Ｈｅｒｔｚ−Ｂｅｒｅｉｃｈ）の特に有利な方法で特許
請求の範囲第３項、第６項に与えられる手段で実現され
る。
本発明による適合ネットワークの代用回路図は図に示さ
れ以下に説明する。
れ以下に説明する。
第１図は音響的反射顕微鏡で示されるような音響レンズ
装置を示す。サファイア部材の平な面の上に第１金層２
とその上のスパッタされたＺｎ０層３と第２金層４から
なるピエゾ電気的伝送装置が取付けられている。両方の
金層２と４は適合ネットワーク５と連結されている。そ
の際金層４は伝送装置の活性電極である。金属２は接地
電位にある。
装置を示す。サファイア部材の平な面の上に第１金層２
とその上のスパッタされたＺｎ０層３と第２金層４から
なるピエゾ電気的伝送装置が取付けられている。両方の
金層２と４は適合ネットワーク５と連結されている。そ
の際金層４は伝送装置の活性電極である。金属２は接地
電位にある。
適合ネットワーク５の前にサーキュレータ６が接続され
、該サーキュレータは第１時期の間ゼネレータから来る
信号７は伝送装置を通過し、第２時期ではこの信号は阻
止し、伝送装置から来る測定信号は出力導線８を通る。
、該サーキュレータは第１時期の間ゼネレータから来る
信号７は伝送装置を通過し、第２時期ではこの信号は阻
止し、伝送装置から来る測定信号は出力導線８を通る。
信号案内導線は９で示される。
伝送装置のキャパシタンスＣｏはピエゾ電気層３の公知
の面積Ａと厚さｄと誘電定数εにより定められる： 伝達すべき周波数帯域の設けられた中央周波数ｒｏのた
め次いでリアタンスＸｏが で与えられる。
の面積Ａと厚さｄと誘電定数εにより定められる： 伝達すべき周波数帯域の設けられた中央周波数ｒｏのた
め次いでリアタンスＸｏが で与えられる。
第２図に示された適合ネットワークは伝送装置リアクタ
ンスＸｏ＜５０Ωにおいて特に適当している。回路要素
Ｌ１．ＣＩ、Ｌ２はその際以下に近似的に与えられる値 を有する。
ンスＸｏ＜５０Ωにおいて特に適当している。回路要素
Ｌ１．ＣＩ、Ｌ２はその際以下に近似的に与えられる値 を有する。
ＧＨｚ範囲の周波数において、このネットワークは、伝
送装置の活性電極４と２つの接続ワイヤが連結されるこ
とにより実現される。此のワイヤの１つはアースと連結
され、インダクタンスＬ１を形成し、別のワイヤはチッ
プコンデンサＣ１と連結されインダクタンスＣ２を形成
する。中央周波数ｆｏ＝ＩＧＨｚにおいてこの適合ネッ
トワークは約７５０ＭＨｚから１２５０ＭＨｚまでの周
波数範囲のために使用されることができる。それは音Ｗ
ＩＩＱ微鏡のために有利な範囲である。
送装置の活性電極４と２つの接続ワイヤが連結されるこ
とにより実現される。此のワイヤの１つはアースと連結
され、インダクタンスＬ１を形成し、別のワイヤはチッ
プコンデンサＣ１と連結されインダクタンスＣ２を形成
する。中央周波数ｆｏ＝ＩＧＨｚにおいてこの適合ネッ
トワークは約７５０ＭＨｚから１２５０ＭＨｚまでの周
波数範囲のために使用されることができる。それは音Ｗ
ＩＩＱ微鏡のために有利な範囲である。
リアタンスＸｏ＜５０Ωをもつ伝送装置を使用する場合
、それにより音響レンズ装置が構成されることができ、
その幾何寸法は尚機械的はめこみ部分と電気的連結要素
のみにより定められる。
、それにより音響レンズ装置が構成されることができ、
その幾何寸法は尚機械的はめこみ部分と電気的連結要素
のみにより定められる。
第３図に示した適合ネットワークは５０〜２５０Ωのリ
アクタンス範囲のために特に有利である。
アクタンス範囲のために特に有利である。
回路要素Ｌ３．ｃ２．Ｌ４はその際次の近似的値を有す
る。
る。
又ここでＧＨｚ範囲の周波数のために１つの実現可能性
が示され、該実現可能性は適合ネットワークの幾何的構
造基本的に簡単化する。■−１３はすなわち機能ワイヤ
の長さを適当に平均化することにより伝送装置の活性電
極４のために実現されることができる。
が示され、該実現可能性は適合ネットワークの幾何的構
造基本的に簡単化する。■−１３はすなわち機能ワイヤ
の長さを適当に平均化することにより伝送装置の活性電
極４のために実現されることができる。
第４図に示された伝送装置リアクタンスＸＯ＞２５０Ω
用の適合ネットワークは次の近僚値を有する回路要素を
使用する。
用の適合ネットワークは次の近僚値を有する回路要素を
使用する。
このネットワークの幾何的寸法は大体において必要なイ
ンピーダンスＺにより定められ、該インピーダンスは普
通には可視波導体により形成され、該可視波導体の長さ
は中間周波数ｆｏにおいて波長λの四分の−になる。
ンピーダンスＺにより定められ、該インピーダンスは普
通には可視波導体により形成され、該可視波導体の長さ
は中間周波数ｆｏにおいて波長λの四分の−になる。
第１図は公知の音響レンズ装置を示す図、第２図はりア
クタンスｘｏ ＜ ５’ＯΩを有する伝送装置に適合す
るための代理回路図、第３図はりアクタンス５０Ω＜Ｘ
Ｏ＜２５０Ωにおける代理回路図、第４図はリアクタン
スＸＯ＞２５０Ωにおける代理回路図である。 ２・・・金層（伝送装置） ３・・・ＺｎＯ層（伝送装置） ４・・・金Ｎ（伝送装置）（活性電極）５・・・適合ネ
ットワーク ９・・・信号案内導線
クタンスｘｏ ＜ ５’ＯΩを有する伝送装置に適合す
るための代理回路図、第３図はりアクタンス５０Ω＜Ｘ
Ｏ＜２５０Ωにおける代理回路図、第４図はリアクタン
スＸＯ＞２５０Ωにおける代理回路図である。 ２・・・金層（伝送装置） ３・・・ＺｎＯ層（伝送装置） ４・・・金Ｎ（伝送装置）（活性電極）５・・・適合ネ
ットワーク ９・・・信号案内導線
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 伝達すべき周波数帯域の中心周波数ｒｏのため
にキャパシタンスＣｏとりアクタンスＸｏとを有するピ
エゾ電気的伝送装置に５０Ωのインピーダンスレベル（
Ｉｌｅｌｌｅｎｗｉｄｅｒｓｔａｎｄ）をもつ信号案内
導線を適合するための広帯域ネットワークにおいて、リ
アクタンスｘｏ＜ｓｏΩにおいて信号案内導線（９）の
出力がキャパシタンスＣ１とコンダクタンスＬ２からな
る直列回路を介して伝送装置（２，３，４）の活性電極
（４）と連続されそして該直列回路が付加的にコンダク
タンスＬ１を介して接地電位にあることを特徴とする広
帯域ネットワーク。 （２） 少なくとも近似的に以下の要素値が観察されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項（３１ＧＨ
ｚ領域の周波数ｆｏのためコンダクタンスし１とＬ２が
伝送装置の活性電極（４）と連結された２つの接続ワイ
ヤによりそしてキャパシタンスＣ１はチップコンデンサ
により形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の広帯域ネットワーク。 （４） リアクタンス５０Ω＜ＸＯ＜２５０Ωにおいて
、信号案内導線（９）の出力がコンダクタンスＬ３を介
して伝送装置の活性電極（４）とそして１つのキャパシ
タンスＣ２と１つのコンダクタンスし４からなる並列回
路を介して接地電位と連結されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の広帯域ネットワーク。 （５） 少なくとも近似的に以下の要素値が観察されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第４項（６） Ｇ
ｌ（ｚ領域の周波数ｆ、のためコンダククンスＬ３が伝
送装置の活性電極（４）に対する長さに相当し合される
（ａｂｇｅｇｌｉｃｈｅｎ ）接続ワイヤにより形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の広
帯域ネットワーク。 （７） リアクタンスＸＯ＞２５０Ωにおいて信号案内
導線（９）の出力がインピーダンスＺとコンダクタンス
Ｌ５からなる直列回路を介して伝送装置の活性電極（４
）と連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の広帯域ネ・ノドワーク。 （８） 少なくとも近似的な以下の要素値が観察されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の広帯
域ネットワーク；
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3409927.1 | 1984-03-17 | ||
| DE19843409927 DE3409927A1 (de) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | Breitbandiges anpassungsnetzwerk |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60232712A true JPS60232712A (ja) | 1985-11-19 |
| JPH0567084B2 JPH0567084B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=6230870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60048465A Granted JPS60232712A (ja) | 1984-03-17 | 1985-03-13 | ピエゾ電気伝送素子用の広帯域整合回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4706048A (ja) |
| EP (1) | EP0155483A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60232712A (ja) |
| DE (1) | DE3409927A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5268610A (en) * | 1991-12-30 | 1993-12-07 | Xerox Corporation | Acoustic ink printer |
| TW225047B (en) * | 1992-12-16 | 1994-06-11 | Daiichi Denpa Kogyo Kk | A linkup device and a antenna device of a co-axial cable |
| JP3424971B2 (ja) * | 1994-01-20 | 2003-07-07 | 松下電器産業株式会社 | 弾性表面波フィルタ |
| US6954021B2 (en) * | 2002-07-12 | 2005-10-11 | Applied Materials, Inc. | Matching circuit for megasonic transducer device |
| JP3669990B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2005-07-13 | ファナック株式会社 | インバータ装置の接地方法及びインバータ装置 |
| JP5436164B2 (ja) | 2009-11-20 | 2014-03-05 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの駆動回路 |
| KR101663010B1 (ko) * | 2010-11-09 | 2016-10-06 | 삼성전자주식회사 | Ｒｆ용 매칭 세그먼트 회로 및 이를 이용한 ｒｆ통합 소자 |
| JP5747960B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2015-07-15 | 有限会社田村製作所 | 丸材クランプ装置 |
| WO2017188893A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-11-02 | Nanyang Technological University | Ultrasound device, method for forming the same and method for controlling the same |
| EP3448540B1 (en) | 2016-04-29 | 2020-10-14 | Ahlstrom-Munksjö Oyj | Filter medium, method of manufacturing the same and uses thereof |
| KR102456843B1 (ko) | 2017-12-28 | 2022-10-21 | 한국전자통신연구원 | 발룬을 포함하는 고주파 신호 증폭기 |
| CN111045016B (zh) * | 2018-10-11 | 2021-12-07 | 中国科学院声学研究所 | 一种低频压电陶瓷换能器宽带匹配方法 |
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| JPS54136943U (ja) * | 1978-03-17 | 1979-09-22 | ||
| JPS57194615A (en) * | 1981-05-27 | 1982-11-30 | Clarion Co Ltd | Matching circuit for surface acoustic wave |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1808524A (en) * | 1927-07-19 | 1931-06-02 | Gen Electric | Electrical apparatus |
| BE520002A (ja) * | 1952-05-17 | |||
| US3633134A (en) * | 1969-10-10 | 1972-01-04 | Motorola Inc | Crystal band pass filter circuit |
| US3868595A (en) * | 1972-10-30 | 1975-02-25 | Texas Instruments Inc | Rf oscillator frequency control utilizing surface wave delay lines |
| JPS4975182A (ja) * | 1972-11-20 | 1974-07-19 | ||
| US4181864A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-01 | Rca Corporation | Matching network for switchable segmented ultrasonic transducers |
| US4224586A (en) * | 1978-10-10 | 1980-09-23 | Motorola, Inc. | Monolithic crystal filter having a passband symmetrical about a center frequency |
| DD143041A1 (de) * | 1979-04-21 | 1980-07-30 | Siegfried Friedemann | Schaltungsanordnung fuer einen kurzschlusssicheren ultraschallgenerator |
| US4387352A (en) * | 1980-03-03 | 1983-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Transducer array crossover network |
-
1984
- 1984-03-17 DE DE19843409927 patent/DE3409927A1/de active Granted
-
1985
- 1985-02-07 EP EP85101265A patent/EP0155483A3/de not_active Withdrawn
- 1985-03-13 JP JP60048465A patent/JPS60232712A/ja active Granted
- 1985-03-15 US US06/712,108 patent/US4706048A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54136943U (ja) * | 1978-03-17 | 1979-09-22 | ||
| JPS57194615A (en) * | 1981-05-27 | 1982-11-30 | Clarion Co Ltd | Matching circuit for surface acoustic wave |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0155483A2 (de) | 1985-09-25 |
| DE3409927A1 (de) | 1985-09-26 |
| JPH0567084B2 (ja) | 1993-09-24 |
| US4706048A (en) | 1987-11-10 |
| EP0155483A3 (de) | 1987-11-25 |
| DE3409927C2 (ja) | 1991-11-28 |
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