JPS6181016A - 圧電フイルタ - Google Patents
圧電フイルタInfo
- Publication number
- 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
- Prior art keywords
- filter
- spurious
- circuit
- piezoelectric
- electrode
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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。
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。
関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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)
- (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)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)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)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)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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20363484A JPS6181016A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 圧電フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20363484A JPS6181016A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 圧電フイルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6181016A true JPS6181016A (ja) | 1986-04-24 |
Family
ID=16477292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20363484A Pending JPS6181016A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 圧電フイルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6181016A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014042330A (ja) * | 2013-10-17 | 2014-03-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | 分波器 |
Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPS5377157A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-08 | Nec Corp | Lattice type piezo electric filter |
JPS5377439A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-08 | Nec Corp | Piezo-filter |
JPS5640316A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-16 | Tohoku Metal Ind Ltd | Ladder type ceramic filter |
JPS6027217A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 複合型圧電帯域フイルタ |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20363484A patent/JPS6181016A/ja active Pending
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