JPS6181016A - 圧電フイルタ - Google Patents

圧電フイルタ

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JPS6181016A
JPS6181016A JP20363484A JP20363484A JPS6181016A JP S6181016 A JPS6181016 A JP S6181016A JP 20363484 A JP20363484 A JP 20363484A JP 20363484 A JP20363484 A JP 20363484A JP S6181016 A JPS6181016 A JP S6181016A
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JP
Japan
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filter
spurious
circuit
piezoelectric
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP20363484A
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English (en)
Inventor
Hozumi Nakada
穂積 中田
Masaaki Miura
正明 三浦
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Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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Publication date
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  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はスプリアス特性を改善した圧′N、フィルタに
関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に圧電フィルタはその回路構成にょシラダー型フィ
ルタおよびラチス型フィルタに分類できる。そしてラチ
ス型フィルタを実際に構成する場合は素子の節減のため
に第2図に示すようなり−マン回路が用いられる。第2
図は2ポールのヤーマジ回路のフィルタを示す回路図で
ある。図中A、Bは所定の共振特性を有する圧電振動子
、たとえば水晶振動子である。セしてCはインピーダン
ス整合のために設けた変成器である。そして変成器Cの
中点タップを基準電位に接続し、一端を入力端子りに接
続するとともに共振周波数f6の水晶振動子Aを介して
出力端子Eに接続する。また変成器Cの他端を共振周波
数fbの水晶振動子Bを介して出力端子Eに接続する。
そしてこのようなり−マン回路のフィルタでは第2図に
示すような構成のセクションを任意数、縦続接続とする
ことによって急峻な減衰領置と、大きな減衰量を得るこ
とができる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながらこのようなものでは複数セクションを縦続
に接続しても各圧電振動子のスプリアス周波数が重なシ
合うためにフィルタとしてのスゲリアス特性は殆ど改善
されない問題があった。たとえば、4/−ルのヤーマン
回路では第3図に示すような回路構成となる。すなわち
入・出力端子F、G間に変成器C,2個の水晶振動子A
I+BIからなる2ポールのヤーマン回路、および2個
の水晶振動子A2 r B2 、変成器Cからなる2I
−ルのヤーマン回路を並列共振回路1竺 1・   He* L?[7“IKW!Li1n6・こ
こで水晶振動子AI+Blとして第4図At。
B1に示すような周波数応答特性のものを用い、水晶振
動子A2+82 として第5図A2.B2に示すような
周波数応答特性のものを用いるとする。すなわち水晶振
動子A Ir B +はそれぞれ主弁mf*x 、fb
tに対して+160 kHzおよび+150kI(zの
周波数に副共振fatrrfbIrが存在する。また水
晶振動子A11B2はそれぞれ主共振f&21fbzに
対して+120 kHzと+160kHzおよび+15
0 kHzの周波数に副共振fazr+f1□、′およ
びfbxrが存在する・そして上記各水晶振動子AI、
B、およびA2゜B2を組合せて構成した4ポールのヤ
ーマン回路のフィルタの周波数特性は、たとえば第6図
に示すようになる。すなわち、各水晶振動子Al1B1
およびA21B2の主共振f□、fb1およびfa2*
fb2の周波数では帯域幅約30 kHz 、減衰量的
40 dBのバンドパス特性が得られているが、副共振
7atrの周波数では減衰量75 dBに達するエリミ
ネート特性を示し、さらに副共振f &1r + f&
2r’ aおよび副共振fbIr*fbzrの周波数で
はピークの減衰量が約10dBのスゲリアス共振を生じ
ている。したがって、フィルタとしての特性はこれらの
エリミネート特性、スゲリアス共振によシ著しく損なわ
れることになる。
従来、このような問題の対策として、振動子のスプリア
ス共振に対して最大の変位を示す部位を機械的に抑圧す
ることが行なわれている。
しかしながらこのようなものでは作業に熟練を要し、工
数が増加し、周波数ニーソング特性の劣化、等価抵抗の
増大等を生じることがありフィルタの挿入損失が増大し
、二−ジ/グ特性も低下する。
゛また圧電振動子の板面に形成する電極の形状を小さく
してエネルギー閉込め効果を大きくし、スゲリアスを抑
圧することも考えられている。
しかしながらこのようにすると、振動子の等価インダク
タンスが大きくなり、圧電フィルタの回路インピーダン
スを高くするのでヤーマン回路における同調変成器の制
約によシフィルタの挿入損失が増大する問題がおる。
さらに共振周波数の調整時のプレートパック量を少なり
シ、閉込めモードを主振動のみとし、その他の非調和高
次スプリアスを抑圧するものも考えられる。この場合は
、非調和高次スゲリアスを抑圧する手段としては有効で
ある反面、閉じ込め周波数範囲が狭くなり、主振動の近
傍にスプリアスを生じるためにフィルタの帯域幅を広く
できない欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので簡単な構成
で良好なスプリアス特性を得られる圧電フィルタを提供
することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は、共振周波数が等しくスプリアス特性
の異なる圧電振動子を組み合せて複数セクションを構成
することを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例を第7図、第8図に示す種々の電
極形状の水晶振動子の周波数応答特性および第1図に示
す円形電極、矩形電極の水晶振動子を組み合せたヤーマ
ン回路のフィルタの特性図を参照して詳細に説明する。
なおこの実施例も第3図に示す回路図のように2個の変
成器Cと4個の水晶振動子AI+B1゜A2+82を組
み合せたヤーマン回路のフィルタである。以下の説明で
は水晶振動子AI + Bl 。
A21B2を符号Jl + Kl+ J2 + K2を
用いて説明する。
そして第7図においてN Jl r Klは第3図に示
す水晶振動子AI 、 B、に対応する水晶振動子J1
+に1の周波数特性である。また第8図においてJ2 
+ K2はそれぞれ第3図に示す水晶振動子A2+B2
に対応する水晶振動子J2sK2の周波数特性である。
ここで各水晶振動子J1+に1は直径5mmの厚みすべ
り振動子で、表裏板面中央に直径1.21ullの円形
電極を形成し、各電極を2′軸方向に沿ってそれぞれ逆
方向に幅、35餌の引出し電極により板面周縁部へ導出
し、プレートパンク量1%をもって所望の共振周波数に
調整したものである。
また水晶振動子J2tK2は、直径5頭の厚みすべり振
動子で表裏板面に幅Q、87 m 、長さi、3omの
矩形電極を形成し、各電極を2′軸方向に沿って、それ
ぞれ逆方向に幅、801EIIの引出し電極によυ板面
周縁部へ導出し、プレートパック量1%をもりて所望の
共振周波数に調整したものである。
ここで、水晶振動子J1+に1の丸形電極に対して水晶
振動子J2+に2は矩形電極としているので第7図、第
8図から明らかなようにそのスプリアス特性は異なるこ
とになる。
すなわち第7図に示すように水晶振動子J1+に、はそ
れぞれ主共振fj1.fk、に対して+90kHzおよ
び+200kHzの周波数に副共振fj1r。
fLclrおよびf jtr’ r fktr’が存在
する。また水晶振動子J2+に2は第8図に示すように
主共振fjz 、 fkzに対して+120 kHzお
よび+160kHzの周波数に副共振f j2r * 
fkzrおよびfjxr’fkzr’が存在する・ したがって、水晶振動子J1 、に1を組み合せた2ポ
ールのヤーマン回路のフィルタおよび水晶振動子J2+
に2を組み合せた2ボールのヤーマン回路のフィルタを
縦続に接続して4ポールのヤーマン回路のフィルタを構
成すれば周波数特性は、たとえば第1図に示すよう釦な
る。
すなわち前段の2個の水晶振動子J 1+ K I  
と後段の2個の水晶撮動子J2.に2 とはそれぞれス
プリアスの現出する周波数が異なるので各スプリアスに
よる共振を著しく減衰でき全体で30dBの保証減衰量
CAを得ることができる。
なお圧電振動子のスプリアスを生じる位置、すなわちス
プリアス周波数は一般に調和高次スプリアスは電極形態
に支配されこの電極形態を変化させることにより変位分
布形態が変化してスプリアス周波数も変化する。したが
って、電極形態を異ならせればよいので具体的には電極
の形状、材質等を異ならせればよい。%に矩形電極では
、その幅と長さの寸法比を適宜に還択することによって
、容易にスプリアスの位置を制御することができる。同
様に円と楕円のt槙をそれぞれ有する圧電振動子を組み
合せてもよいし、正方形と長方形の電極をそれぞれ有す
る圧電振動子を組み合せてもよい。またこの場合、状況
によっては振動子、個有のスプリアスは抑圧しなくても
よいので、グレートパックtを十分に大きくして、閉じ
込め範囲を広くすることができる。したがって、従来困
難であった帯域幅の広いフィルタに用いる振動子の設計
上の制約を少なくすることができる。なお上記実施例で
は4ゾールのヤーマン回路のフィルタについて説明した
が、各?−ルを構成する圧電振動子のスゲリアス周波数
がそれぞれ異なるようにし、さらに多く、6ポ一ル以上
を縦続に接続してもよく、このようにすればより良好な
スゲリアス特性および保証減衰量を得られることは勿論
である。
なお本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、
スプリアス周波数を制御する手段としては、円電極、矩
形電極等の主電極の形状だけでなく、引き出し電極の寸
法、引出し方向、電極の材質等、電極の形態を適宜に選
定すればよい。
さらに上記実施例ではラチス型フィルタのヤーマン回路
について説明したが、ラダー型のフィルタに適用しても
よい。この場合は、たとえは第9図に示すように入・出
力端子F、G間に2個の圧電共振子Q、Rを直列に接続
し、この中間接続点と共通電位との間にインピーダンス
2を介挿する。また第10図に示すように入・出力端子
F、G間に2個のインピーダンスZ1+z2を直列に接
続し、この中間接続点と共通電位との間に圧電共振子Q
を介挿してもよい。
さらに上記実施例ではバンド・ぐス特性を有するものに
ついて説明したがエリミネート特性のフィルタにも適用
することができる。たとえば第11図に示すように入・
出力端子F、G間に警 1     インダクタンスLを介挿し、かつ入力端子
Fから変成器Cおよび圧電共振子Qを介して出力端子G
に接続し、かつ変成器Cの中点を共通電位に接続すれば
よい。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、生産性が良好で電
振動子のスゲリアス周波数をそれぞれ異ならせて、さら
に多く、6ポ一ル以上を縦続に接続してもよく、このよ
うKすればよ)良好なスプリブス特性および保証減衰量
を得られることは勿論である。
したがって容易に良好な特性の圧電フィルタを得ること
ができIJ整も容易で量産に適し、高性能のフィルタを
安価に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の圧電フィルタの特性を示す
図、第2図、第3図はヤーマン回路の圧電フィルタの一
例を示す回路図、第4図、第5図は従来の4ボールのヤ
ーマン回路の圧電フィルタに用いる水晶振動子の周波数
応答を示す図、第6図は従来のヤーマン回路の圧電フィ
ルタの周波数応答を示す図、第7図、第8図は本発明の
一実施例の4ポールのヤーマン回路の圧電フィルタに用
いる水晶振動子の周波数応答を示す図、第9図、第10
図はラダー型フィルタの一例を示す図、第11図はエリ
ミネート特性のフィルタを示す図である。 A+  r A2 * B+  * B 2・・・水晶
振動子、C・・・変成器、H・・・共振回路、F、G・
・・入・出力端子。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 95晶   五シ   95.64   9574  
 95私第2rXI     第3図 第4図 第5図 95.64   9574   95.84   95
.94   96.04馬沃説 第6図 95A4   9cLS4   95.64    9
5.74    9584澗IL放□ (MHz) 第7図 周X敏、□ (MHz)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各セクション毎に電極形態を異ならせ、異なるス
    プリアス特性の圧電振動子で構成することを特徴とする
    圧電フィルタ。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、圧電
    振動子は水晶振動子である圧電フィルタ。
  3. (3)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、少な
    くとも4ポールを有するヤーマン型の圧電フィルタ。
  4. (4)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、ラダ
    ー型の圧電フィルタ。
  5. (5)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、エリ
    ミネータ特性を有する圧電フィ ルタ。
  6. (6)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて電極形
    態は主電極の形状、引き出し電極の形状および電極の材
    質によって定めた 圧電フィルタ。
JP20363484A 1984-09-28 1984-09-28 圧電フイルタ Pending JPS6181016A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014042330A (ja) * 2013-10-17 2014-03-06 Taiyo Yuden Co Ltd 分波器

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JPS5377157A (en) * 1976-12-20 1978-07-08 Nec Corp Lattice type piezo electric filter
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