JPS6037641B2 - 弾性表面波発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ふたつの周波数を選択的に切換えて発振でき
る遅延線路型の弾性表面波発振器に関するもので、〈し
形フィルタ特性を利用して、電極指数の少ない簡単な圧
電トランスデューサによりふたつの周波数を確実かつ安
定に切換使用できるよう構成したものである。

第１図は従来使用されている弾性表面波発振器の構成図
である。

第１図において１は増幅器、２は可変抵抗器、３は圧電
体基板、４，５，６は圧電トランスデューサ、９は出力
端子である。以上の構成においてトランスデューサ４と
５の間の表面波伝搬時間をし、トランスデューサ４と６
との間の表面波伝搬時間をｔ２としたとき端子７，８か
ら弾性表面波素子側を見込んだときの信号伝達遅延時間
いま、可変抵抗器２の調節によりＬからｔ２の範囲内で
可変できることは明らかである。この種の遅延線路型発
振器の発振周波数ｆは、増幅器部の移相量を無視すると
、た号 イ１１ で表わされる。

ただしＮは正の整数である。‘１｝式から明らかなよう
に発振可能な周波数は無数に存在することになるが実際
には圧電トランスデューサの帯城通過特性により発振可
能な周波数が限定される。通常の目的では安定に単一の
周波数を発振することが要求されるので、圧電トランス
デューサ部の帯城通過特性は、目的とする周波数に隣接
した両隣の発振可能な周波数において少なくとも３デシ
ベル以上の減衰度を与えるよう設計されている。この隣
接した発振可能な周波数の間隔△ｆはｔｌ｝式よりけ＝
貴 肌■ であることがわかる。

可変抵抗器２を変化させるとらが変化して発振周波数が
変化するので、これを利用して発振周波数の徴調を行な
っている。第２図は従来の２周波発振器の例である。第
１図と比較すると明らかなように弾性表面波素子の部分
は電極が発振周波毎に設けられている。第２図において
１川ま増幅器、１１は周波数切換スイッチ、１３，１４
は可変抵抗器、１５，１６，１７は第１の周波数発振用
圧電トランスデューサ、１８，１９，２０は第２の周波
数発振用圧電トランスデューサである。周波数切換スイ
ッチ１１の切襖によって発振周波数の大幅な切換えが可
能であることがわかる。上述の従来例において多周波発
振器を構成すると、（１｝発振周波毎に遅延線路部を必
要とするため、弾性表面波素子部の寸法が大きくなり高
価にある。■遅延時間を大にして高純度（高Ｃ／Ｎ）の
発振スペクトルを得ようとしたときには、隣接した発振
可能周波数の間隔が狭くなり、この隣接発振可能周波数
での発振を阻止するため、圧電トランスデューサの電極
指数を増して狭帯城周波数選択特性を与える必要がある
。この場合、弾性表面波素子の製作が困難になる。など
の欠点があった。本発明は、上記欠点を解消するため、
ふたつの発振周波に対し、一組の遅延線路部を共用し、
かつ、遅延時間の異なる遅延線路を組合せて生じる〈し
形フィルタ特性を、隣接した発振可能周波成分を抑圧す
るために用いることにより、隣接した発振可能な周波数
の間隔が狭い場合でも、特に圧電トランスデューサの電
極指数を増すことなく、安定、かつ確実な、切換式二周
波発振器を構成したものである。第３図はその原理図で
ある。第３図において２１は帰還増幅器、２２は圧電体
基板、２３，２４，２５はそれぞれ圧電トランスデュー
サ、２６は帰還増幅器２１の入力としてトランスデュー
サ２４および２５の出力の和もしくは差のいずれか一方
を得るための極性反転スイッチである。遅延線路部分の
構造は第１図と類似しているが、第３図ではトランジス
タデューサ２３，２４間の信号伝搬時間しと、トランス
デューサ２３，２５間の信号伝搬時間らとの間に、に亀
４ 肌｛３１ の関係が発振周波数の徴調範囲とは無関係に保たれてい
ることが特徴となっている。

また極性反転スイッチ２６でトランスデユーサ２４と２
５の出力の差および差を切換えて増幅器入力に帰還する
ことによって発振周波数籾換が行なわれる点が第２図と
異なっている。いま弾性表面波の露搬損失を無視すれば
、トランスデューサ２４，２６の出力の振幅は等しいか
ら振幅を１として２４，２５で得られる出力信号のベク
トル和Ｅｏを考えるとＥ。

ニｅＸｐ（山ｊのｔ４）十ｅＸｐ（一ｊのｔ５）ニｅＸ
ｐ（−ｊの上４）十ｅＸｐ（−ｊ署のｔ４）‐‐‐‐‐
‐【４｝従って■式よりＩＥ。

Ｉニノ２・ノー十ＣＯＳのち ……｛５｝遅延
時聞けま（６｝式よりち＝−ｄ示差ｏ＝礼
．・・・・・‘７｝同様にして極性反転ス
イッチ２６を切換えたときは出力信号のベクトル差Ｅ，
が得られてＥＩニｅＸｐ（一ｊのｔ４）−ｅＸｐ（一ｊ
のち）ニｅＸｐ（−ｊのｔ４）十ｅＸｐ（−ｊ妻のｔ４
）‐‐‐‐‐‐（８）（８）式よりＩＥ，ｌニノ２・ノ
１一ｃｏｓのし ……（９１遅延時間いま胤式
よりら＝−ｄ手害１＝礼 ……〈１１）■，ｔ９
｝式からＩＥ。

ｌとＩＥ，ｌは第４図ａに示したようなくし形フィルタ
特性となることがわかる。第４図ａではＩＥｏｌを点線
で、ＩＥ，ｌを実線で示している。各々の特性は周波数
（貴）毎に繰返されており、かつ両者は互いに周波数（
丈）助平行移動し縦性となっ小る。

すなわち第４図ａでは実線で示した周波数選択特性と点
線で示した周波数選択特性とは、互いに他の通過城が減
衰城となるような、直交した特性の〈し形フィルタ特性
となっており、この特性を利用して、隣接した発振可能
な周波数成分を抑圧することが可能になる。

第４図ｂは発振可能な周波数を示したもので、実線と点
線で示しているのはそれぞれ極性切換スイッチ２６を切
換えたときの発振可能な周波数であり、それぞれ発振可
能な周波数間隔は（貴）である。第４図Ｃは圧電トラン
スデューサ部の帯域通過フィルタ特性である。この周波
数特性のみでは発振周波数を確実に選択することができ
ないが、第４図ａに示したくし形フィルタ特性を利用す
ることにより、確実に隣接した発振可能周波数での発振
を阻止することができる。すなわち、第４図ｄに示すよ
うにｆ，およびｆ２の発振スペクトルが、スイッチ２６
の切換によって選択的に得られることになる。第５図は
、第３図の極性反転スイッチ２６を簡単にするため、圧
電トランスデューサ部の電極指２５に対して、補助的に
働く補助電極指２７を追加した例を示しており、スイッ
チ２８を閉じると、補助電極指２７が、主電極指２５に
対して、複数本余分に追加されて圧電トランスデューサ
の位相恥が菅ラジアン平行移動するようにけものである
。

第６図は第３図に示した送信用圧電トランスデューサ２
３の方向性損失（弾性表面波がトランスデューサの左右
両方向に頚射されるために生じる損失）をなくすため、
受信用圧電トランスデュ−サ２４，２５をそれぞれ送信
用圧電トランスデューサ２３の両側に配置した例で、第
６図に示す符号は第３図、第５図と同一の符号を附けて
いる。

第６図では遅延線路の挿入損失がＸ旧減少し、かつ第６
図に示した補助電極指２７を採用することにより周波数
切換スイッチ２８が簡単になっていることが特徴である
。ただし、このような電極配置では基板２２の長さが第
３図の場合と比べて長くなるが、前述したように、〈し
形フィル夕特性を利用しているため、圧電トランスデュ
ーサの電極指数を増すことなく、発振周波数を選択でき
、かつ製作が容易であるという利則ま維持されている。
第７図は第６図の構成例を更に実用的な構成とした例で
、可変抵抗器２９は遅延線路部分の製作時の伝搬長誤差
と増幅器部の移送量のバラツキを補償するために挿入し
、更に〈し形フィル夕の周波数特性を徴調するためトリ
マコンデンサ３１を挿入た例である。電極指２７はトリ
マコンデンサ３０、スイッチングダイオード３１を介し
てスイッチ２８により接地されるようになっている。３
２はスイッチングダイオード制御用のバイアス電源であ
る。

以上述べたように、本発明によればふたつの周波数を簡
単なスイッチ手段で切換えて発振させることのできる全
固体化発振器が得られる。

また弾性表面波素子の電極構成は簡単でチップ寸法も小
さくなるので低コストで製作できるものである。特に本
発明は、テレビジョン受像機とＶＴＲとを結合するＲＦ
コンバータなどの発振部に応用すると、従来チャンネル
切襖のために水晶振動子を２ケ用いた場合と比べて部品
点数が減少し、調整工数が減るので工業上価値が大きい
。また、圧電トランスデューサの配置が正確にできれば
、第２図に示したようなふたつの可変抵抗器を必要とせ
ず第７図で示すように１ケ所の調整で、たとえばテレビ
ジョンチャンネル１，２の映像搬送波で正ししく発振さ
せることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の弾性表面波発振器
の構成を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す構成
図、第４図は同動作説明図、第５図は本発明の他の実施
例の要部を示す平面図、第６図および第７図はそれぞれ
本発明のさらに他の実施例を示す構成図である。 ２１・・・・・・増中器、２２・・…・圧電基板、２３
，２４，２５・・・・・・圧電トランスデューサ、２６
・・…・極性切換スイッチ、２７・・・・・・くし形電
極指、２８…．・．周波数切換スイッチ。 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板上の弾性表面波伝搬路に少なくとも三組の
   圧電トランスデユーサを備えかつ前記圧電トランスデユ
   ーサのうち第１の圧電トランスデユーサと第２の圧電ト
   ランスデユーサ間の弾性表面波伝搬時間をＴ＿１、前記
   第１の圧電トランスデユーサと第３の圧電トランスデユ
   ーサ間の弾性表面波伝搬時間をＴ＿２としたとき、３Ｔ
   ＿１＝５Ｔ＿２となるよう配置間隔を定めた弾性表面波
   遅延線路と、前記第２、第３の圧電トランスデユーサの
   出力の和あるいは差信号を選択的に取出す結合回路手段
   と、該結合回路手段の出力と前記第１の圧電トランスデ
   ユーサ間に挿入した増幅回路手段とから成り、前記選択
   的結合回路手段によつて少なくともふたつの異なる周波
   数で発振出力を得ることを特徴とする弾性表面波発振器
   。 ２ 選択的結合回路手段として第２あるいは第３の圧電
   トランスデユーサに対して独立した複数本のくし形電極
   指を設けるとともに、これを前記第２あるいは第３の圧
   電トランスデユーサに選択的に結合するためのスイツチ
   手段を設け、結合時には結合前と比べてトランスデユー
   サの位相中心位置がπ／２ラジアン移動するよう構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の弾性
   表面波発振器。