JPS6081904A - Ｆｍ変調器 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明はＩ“へ４に調器に関し、史て詳細には、ラム波
デバイスを用いたＦ　Ｍ変調器に関する。

（背景技術） の−面にくしの歯状の電極指が交互にインター１イジタ
ルに配列されたすだれ状電極を有するトランスデー−サ
は、弾性表面波技術の中で最も重要なものとして幅広く
用いられ、フィルタ、遅延線等に実用化されている。

（発明の目的） 本発明は、このようなすだれ状トランスデユーサを用も
たＦ’Ｍ変調器であって、特に圧電基板を伝搬する音波
としてラム波を用いることにより、高効率、高性能、小
型軽量かつ汎用性の高いＦＭ変調器を提供することを目
的とする。

以下、本祭明を図面に基づいて説明する。

（発明の構成及び作用） 第１図は本発明の一実施例を示す図である。同図におい
て、１０はラム波デバイスで、圧電基板】２、変調用電
極１４及び１４′、入力用電極１６、及び出力用電極１
８とから構成されている。圧電基板１２は圧電性相打で
構成された薄い平板で、その厚みは、この圧電基板を伝
搬する音波をラム波とするために、伝搬する音波の波長
λ以下に設定されている。変調用雷極］４及び１４′は
、アルミニウム等の金属を真空蒸着した平板状電極で、
圧電基板Ｊ２のほぼ中央であって、かつこの基板をはさ
むように対向して設けられている。変調用電極１４１Ｃ
は、変調信号入力端子側を介して変調信号が供給される
。他方、変調用電極１４′は接地される。入力用電極１
６及び出力用電極１８は、変調用電極１４をはさんで圧
電基板１２上に離間配置されており、くしの歯状の電極
指が交互にインターディジタルに構成されている。

入力用電極１６及び出力用電極】８のそれぞれの一方の
電極は増幅回路２０に図示のように接続され、他方の電
極は接地されている。尚、図示しないが、入力用電極１
６及び出力用電極１８に対向する圧電基板１２の面に、
それぞれ平板状電極を設けてアースしてもよい。これに
より、所望のモードのラム波のみを伝搬させることがで
きる。

２０は増幅回路で、入力は出力用電極１８に接続され、
出力は入力用電極】６に接続され、帰還回路を構成する
。この帰還回路とラム波デバイス１０とで発振回路（ラ
ム波発振器）が構成される。被変調波は１・゛Ｍ信号出
力端子４０を介して得られる。ここで、増幅回路２０の
構成例を第２図に示す。同図に示す回路は、広帯域特性
を有する演算増幅器７３３Ｃの２段構成による広帯域無
調整増幅器である。同図から明らかなように、回路中に
共振回路を用いて（・ないため、周波数の変化に応じた
調整が不用で、１０（ｌ　ｋｌ□〜７０■］２まで平坦
な特性を得ることができる。この増幅器を用（・た前述
のラム波発振器は、ゲインの調整（帰還率）と若干の回
路定数の調整（位相補正）とを実施するのみで発振を生
じ、同一条件下では極めて再現性のある発振を行なわせ
ることができる。また、条件を最適にすれば、フィルタ
回路を通すことなく高調波を抑制することができ、第３
図の７．１８０　Ｍｌ−１□で発県しているスペクトル
分布図に示すように、２倍高調波を−３０（旧に抑える
ことができる。すなわち、この変調器は発振器としても
良好に動作する。また後述するように、帰還率を上げる
ことにより基本発振周波数はほぼそのままで、発振波形
を歪ませて多くの高調波を発生させることができる。尚
、入力インピーダンスが高い（８６０１（Ω１０ｎ１（
Ω／］００■２〜１０１ｄ１□）ことも１つの特徴であ
る。

次に作用を説明する。

入力用雷１極１６に増幅回路かがら電気信号が印加され
ると、電気信号がラム波に変換され、ラム波は圧電、基
板１２中を伝搬して出力用電極１８に到着し電気信号に
変換され、増幅回路２０の入力に印加される。増幅回路
２０は、ラム波デバイス１０による挿入損失分を補償し
て信号を出力する。このような状態で、変調用電極ｊ４
に変調信号を印加すると音波の伝搬方向に歪を生じ、伝
搬距離が変化する。

すなわち遅延時間の変化となり、位相条件が変化してラ
ム波発振器の周波数が偏移する。この周波数偏移は、Ｆ
Ｍ信号出力端子を介して得られる。

ここで、圧電基板を伝搬する音波はラム波である。例え
ば、零次対称モードのラム波はレイリー波とは異なり、
音波が伝搬する媒体の表裏両面に変位が存在し、しかも
対称モードなので、その変位の特性は同じである。圧電
基板１２の厚みは音波の校長λ以下と極ｙ）て薄いので
、効率が良い。換言すれば、変調型、圧を大きなものと
する必要がな（１゜ 次に、本発明の実験例について説明する。この実験で用
いられたラム波デバイス１０は、圧電基板が’Ｉ’　Ｉ
）　Ｋ株式会社製圧電磁器１０３Ａ材で、その寸法は４
０龍×２０朋×１８０．＃７７１であり、これに電極周
期ｉ１００ｔｒｍ　、　Ｎ、極対数１０のすだれ状電極
と、有効面積３０龍”（５ｒａＸ６ｍｍ）の変調用電極
を、アルミニウムで真空蒸着したものである。また、増
幅回路２０は第２図に示すものを使用した。

以−にの仕様で、変調周波数３ｋＴ−１２で変調した場
合の搬送波及び側帯波を第４図に示す。同図から明らか
な、Ｌうに、従来の変調回路によるものと全く同一の変
調パターンになっていることがわかる。

第５図に、変調信号電圧（ピーり一ピーク）対周波数偏
移特性を示す。同図かられかるように、リニアな特性と
なっている。このことは、別にイコライザ回路を用いる
必要がないことを示すものである。また、本発明を周波
数シフトキーインク（Ｆ　Ｓ　Ｋ　）に用いる場合、小
さな制御Ｎ２圧で十分な周波数変化を得ることができる
ことを示している。

次に周波数特性であるが、変調信号重圧を一定値にした
場合の復調器の検波出方の変動を第６図に示す。同図か
られかるように、この特性はＦＳＫデータ通信や移動無
線通信は勿論のこと、オーディオ信号の伝送にも使用可
能であることを示している。

以上、本発明の一実施例及び実験例について説明した。

また本発明によれば、帰還率を一ヒげることにより基本
発振周波数はほぼそのままで、発振波形を歪ませて多く
の高調波を発生させることができる。

すなわち、回路に特別手を加えることなく簡単に高調波
を発生させることができる１、このとき、前述した実施
例、すなわち基本波と同様に変調をかけた場合、２次以
」二の高調波はその次数に比例して周波数偏移が太き（
なる（第９図）。前述した仕様例において得られた周波
数相対出方レベル特性を第７１ン１に示す。このように
、高周波を発生させて所望の周波数のみを通過させるバ
ンドパスフィルタを用いれば、ラム波デバイスを高い製
作精度を用する高周波用として設計することなく、高周
波発振器兼変調器として用いることができる利点を有す
る。第８図は第１４次高調波のスペクトル分布図、第９
図は変調信号電圧（ピーク−ピーク）対周波数偏移特性
図、第１０図は周波数特性図である。これらの図から明
らかなように、高調波を用いた場合でも自好な特性が得
られる。

また、本発明によれば、変調用電極を複数個設けること
により、その信号処理デバイスとしての機能を拡大する
ことも可能である。この場合の応用例として、２人力の
パルス信号のオン・オフに対応して発振周波数の変化を
時分割方式で伝送する方式が挙げられる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ラム波デバイス
を用いたＦＭ変調器であって、特に圧電基波を伝搬する
音波をラム波とすることにより、高効率、高性能、小型
軽量かつ汎用性の高いＩ”Ｍ変調器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の増幅回路の回路図、第３図は７，１８０　Ｎ４）Ｉ
。 で発振しているラム波発振器のスペクトル分布図、第４
図は変調周波数３　ｋＨ２で変調した場合の搬送波及び
側帯波を示す図、第５図は変調信号電圧対周波数偏移を
示す図、第６図は変調信号電圧を一定値にした場合の復
調等の検波出力の周波数特性を示す図、第７図は本発明
により得られる高調波を示す図、第８図は第１４次高調
波のスペクトル分布図、第９図は高調波を用いた場合の
変調信号電圧対周波数偏移を示す図、及び第１０図は高
調波を用いた場合の周波数特性図である。 １０・・・ラム波デバイス、　】２・・・圧電基板、１
４．１４’・・・変調用電極、１６・・・入力用電極、
１８・・・出力用′電極、　２０・・・増幅回路、Ｊ〕
・・・変調信号入力端子、　４０・・・ｌ”　Ｍ信号出
力端子。 特許出願人　戸　１）耕　司

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚みが圧電基板を伝搬する音波の波長λツ、下の圧電基
   板と、そのほぼ中央であって該圧電、基板をはさむよう
   に対向して設けられる少な（とも１組の平板状の変調用
   電極と、該電極の一方をはさんで離間配置される２組の
   すだれ状電極とを有するラム波デバイスと、一方のすだ
   れ状電極の電気出力を増幅して他方のすだれ状電極に帰
   還する増幅回路とを有し、前記変調用電極に変調信号を
   供給し、前記増幅回路０）出力から被変調信号を得るこ
   とを特徴とするＦＭ変調器。