JPS6189706A - 共振子構造 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は圧電基板の辺振動を使用した共振子構造に関し
、より詳しくは、２つの横効果型共振子を導電性物質に
て相互に接着してなる共振子構造に関する。

（従来技術） 一般に、共振子は各種電子回路において、発振子やフィ
ルタ素子として広く使用されている。

従来、圧電基板の辺振動を使用する共振子としては、た
とえば第６図に示すように、辺の長さか゛て、および１
２の四角形状の圧電基板１の両主表面に夫々電極２およ
び３を形成するとともｌこ、この圧電基板１をその厚み
方向に電極３から電極２に向って矢印Ｐ１で示すように
分極させてなるものかられている。

上記共振子４は、たとえば、ム−４２＝５．（’１＋ｎ
＋ｎ　＋　ｔｏ　＝　５８６　Ｘ　１．　Ｏ−３＋ｎｍ
とした場合、そのインピーダンス特性は第７図に示すよ
うになり、目的とする周波数ｒ１の辺振動以外に、ｆ２
１　ｆ３１・・・、ｆ＋ｏで示すような周波数を有する
スプリアス振動が発生する。第７図中、ｆ２はｒ２珪ｇ
　ｒ。

で表わされる圧電基板１の対角振動の周波数であり、ｆ
３は［、自　３ｆ１で表わされる圧電基板１の３次高調
波振動であり、また、ｆｌｏは圧電基板１の厚みｔ。に
よって決定される厚み縦振動周波数である。

ところで、上記のように多くのスプリアス振動を有する
共振子４を通信機のフィルタ素子として使用した場合、
フィルタは周波数ｆ２　ｔ　ｆ３１・・・、ｆｌｏにお
いて不要信号を受信してしまい、混信となる。

また、第８図に示すように、上記構成を有する共振子４
を反転増幅器５の入出力間に接続されたフィードバック
抵抗Ｒｆと組み合わせて発振回路を構成すると、」―記
スプリアス、特に周波数ｆ３およびＩ’＋ｏのスプリア
スによる異常発振が惹起される。この異常発振を赴ける
ため、第８図の発振回路では、抵抗Ｒ，，Ｒ２およびコ
ンデンサＣｌ１Ｃ２により低域通過フィルタを構成して
いる。従って、第８図の発振回路では部品点数が多くな
るうえ、共振子４を変えて発振周波数を変える場合、抵
抗Ｒ，，Ｒ２およびコンデンサＣ，，Ｃ２の値も変えな
ければならなかった。

一方、共振子４の圧電基板１が圧電磁器材料よりなるも
のでは、その原料配合比、焼成条件等によって圧電基板
１の電気的特性が微妙に変化し、この共振子４を使用し
た発振回路では、発振周波数の周囲温度に対する変化、
すなわち、発振周波数の温度ドリフＦが比較的大とがっ
た。

（発明の目的） 本発明は従来の共振子における上記事情に鑑みでなされ
たものであって、電気的特性の異なる２つの共振子を積
層して導電性物質で相互に接着することにより、スプリ
アスによる異常動作の抑圧と、発振回路の発振子として
使用した場合の発振周波数の温度ドリフトを改善するよ
うにした共振子構造を提供することを目的としている。

（発明の構成） このため、本発明は、厚みの異なる各圧電基板の主表面
に夫々電極が形成されてなる２つの共振子が同一の分極
軸方向に積層されるとともに、これら共振子の片方の電
極が導電性物質にて相互に接着されていることを第１の
特徴としている。すなわち、本願の第１の発明の特徴は
、２つの共振子の圧電基板の厚みを異ならせることによ
り、スプリアス周波数を２つの共振子の間で相互にずら
せて互いに他の共振子のスプリアス振動を抑圧するよう
にしたものであり、スプリアスの小さな共振子を得るこ
とがでトる。

また、本願の第２の発明は、電気特性が正（プラス）の
温度依存性および負（マイナス）の温度依存性を有する
各圧電基板の主表面に夫々電極を形成してなる２つの共
振子が同一の分極軸方向に積層されるとともに、これら
共振子の片方の電極が導電性物質にて相互に接着されて
いることを特徴としている。すなわち、本願の第２の発
明の特徴は２つの共振子の圧電基板の電気特性の温度依
存性を正（プラス）および負（マイナス）のものを使用
することにより、２つの共振子房間で温度による電気特
性の変動を相互（ヱ相殺させるようにしだものであり、
発振素子として使用した場合の発振周波数の温度ドリフ
トを小さくすることがで終る。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明を説明する。

第１図において、共振子１０は、隣り合う２辺の長さが
１１および夕、で、厚みが１１の圧電基板１１の両主表
面に夫々電極１２および１３が形成されたものである。

また、いま一つの共振子１４は、隣り合う２辺の長さが
夕、および℃２で、厚みが上記圧電基板１１の厚みｔｌ
　とは異なる厚みｔ２を有する圧電基板１５の両主表面
に夫々電極１６および１７が形成されたものである。

上記共振子１０の圧電基板１１はその厚み方向に電極１
３から電極１２に向って矢印Ｐ２で示す方向に分極され
ており、いま一つの上記共振子１４の圧電基板１５もま
た、その厚み方向に電極１７から電極１６に向って矢印
Ｐ３で示す方向に分極されている。　上記共振子１０と
いま一つの上記、　　　共振子１４とは分極軸方向を一
致させて積層され、共振子１０の片側の電極１３といま
一つの共振子１・１の片側の電極１６とが導電ペースト
もしくはペースト半田等の導電性物質ｊ８により相互に
接着されている。

−に記のように、２つの共振子１０と１４とを、その圧
電基板１１と１５の分極軸方向を一致させて導電性物質
１８により接着すれば、新たに一つの共振子１９か形成
される。

この共振子１９では、共振子１０において発生するスプ
リアスと共振子１４において発生するスプリアスとでは
、圧電基板１１の厚み１１　と圧電基板１５の厚み１２
　とが′異なるため、スプリアス周波数が互いに異なり
、総合的にはスプリアスが抑圧される。

共振子１０の圧電基板１１および共振子１４の圧電基板
１５の寸法をＱ　１＝１２＝　５ｍｍ　、　ｔｌ＝５８
６Ｘ　１０−”ｍｍ　、　ｔ２＝３５０Ｘｊ　０−３ｍ
ｍとし、共振子１つのインピーダンスの周波数特性を測
定したところ、零ないし４ＩＩＶ４Ｎ　ｚの周波数帯域
では第３図（ａ）に示すような結果を相だ。また、零な
いし１０ＭＨｚの周波数帯域では第３図（１））に示す
ような結果を得た。

上記第３図（ａ）、第３図（１））のインピーダンスの
周波数特性と、第７図のインピーダンス特性とを比較す
れば明らかなように、第１図の共振子１つでは、第７図
のｆ４ないしｒ９に相当するスプリアスが全く消滅して
いることが分る。

また、周波数かｆ２および［３のスプリアスについて、
第１図の共振子１９と第６図の共振子４の振動の大きさ
の目安となる共振反共振インピーダンス比２０１ｏＨ（
Ｒａ／Ｒ１）を測定したところ、次の第１表に示す結果
を得た。

第１表 」二記第１表から分るように、共振子１つでは、共振子
４に比較して、スプリアス周波数Ｆ２．［３においても
、共振反共振インピーダンス比２０１ｏｇ（Ｒａ／Ｒ＋
）の値が大１Ｊに低下している。

一方、第１図の共振子１つおよび第６図の共振子４がい
ずれも第４図に示すような等何回路を有しているものと
すると、共振子１９および共振子４の等価定数は次の第
２表のようになる。

第　　　　２　　　表 上記第２表から分るように、第１図の共振子１９では、
共振子１０の等何回路と共振子１４の等何回路とを直列
に接続したものとなるから、インダクタンスＬ、は共振
子４のインダクタンスＩ−，よ１）も大ぎくなる。また
、共振子１つでは、容量比Ｃｏ／Ｃ，が共振子４の容量
比Ｃ６／Ｃ，よりも大とくなっている。

このため、第１図の共振子１９を発振素子として、第８
図の発振回路に使用した場合、反転増幅器５の入力端子
とアースとの間に接続される負荷容量Ｃ５および上記反
転増幅器５の出力端子とアースとの間に接続される負荷
容量Ｃ２を小さくすることができる。また、共振子１９
を発振素子として使用した発振回路では、第２図に示す
ように、共振子１つのスプリアスによる異常発振を防止
するための第８図のような抵抗Ｒ１，Ｒ２が不要となり
、発振回路が簡単化される。さらに、この第２図の発振
回路では、２００ＫＨｚないし８００ＫＨｚの周波数帯
域において、発振周波数を変更するために共振子１つを
取り替えても、コンデンサＣ１およびＣ２を変更する必
要はない。

一方、本願のいま一つの発明では、第１図の共振子１９
において、共振子１０の圧電基板１１には、この共振子
１０を単独で発振子とした場合、その発振周波数が正（
プラス）の温度依存性を呈するものを使用し、共振子１
４の圧電基板１５には、この共振子１４を単独で発振子
とした場合、その発振周波数が負（マイナス）の温度依
存性を呈するものを使用する。

このような特性を有する共振子１０と１４とを積層して
導電性物質１８で接合すれば、共振子１０を単独で発振
子として使用した場合の温度依存性と、共振子１４を単
独で発振子としで使用した場合の温度依存性とが相互に
相殺し合う。このため、第１図の共振子を発振子として
使用すると、発振周波数の温度ドリフトの小さい発振回
路を構成することができる。

たとえば、＠５図において、曲線１１１　で示すような
正（プラス）の温度依存性を有する。＋２．−＊２＝５
ｍｍ　、　Ｌ　＝５８６Ｘ１０−３ｍｍの共振子１０と
、曲線１１２で示すような負（マイナス）の温度依存性
を有するＬ　＝、Ｌ　＝５ｍｍ＋　ｔ２＝５８６Ｘ１０
−３ｍｍの共振子１４とを積層して接着したところ、曲
線１１３で示すような温度依存性を有する共振子１９を
得ることができた。

上記とは逆に、共振子１０の圧電基板１１として負（マ
イナス）の温度依存性を有するものを使用し、共振子１
４の圧電基板１５として正（プラス）の温度依存性を有
す為ものを使用することもでとる。

なお、以上に説明した２つの発明において、共振子１９
の辺の長さｐ、、ｚ２はβ１す、であってもよい。

（発明の効果） 以上、詳述したことがらも明らかなように、本願の第１
の発明によれば、相互に接着される２つの共振子の圧電
基板の厚みを異ならせてスプリアス周波数を２つの共振
子の間で相互にずらせるようにしたので、互いに他の共
振子のスプリアス振動が抑圧され、本発明に係る共振子
を使用した電子回路では共振子のスプリアスに起因する
異常動作をなくすことができる。

また、本願の第２の発明によれば、相互に接着される２
つの共振子を夫々単独で共振子として使用した場合の発
振周波数の温度依存性が正（プラス）のものと負（マイ
ナス）のものを相互に接着するようにしたので、２つの
発振子の発振周波数の＝１１＝ 温度変化が相殺され、発振周波数の温度ドリフトの小さ
い発振子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る共振子の斜視図、第２図は第１図
の共振子を使用した発振回路の回路図、第３図（、）お
よび第３図（１））は夫々第１図の共振子の周波数に対
するインピーダンス特性図、第４図は共振子の等価回路
図、第５図は第１図の共振子を発振子として使用した場
合の温度に対する発振周波数の変化率の説明図、第６図
は従来の共振子の斜視図、第７図は第６図の共振子の周
波数に対するインピーダンス特性図、第８図は第６図の
共振子を使用した発振回路の回路図である。 １０・・・共振子、　　１１・・・圧電基板、　１．２
．１３・・・電極、　　１４・・・共振子、　　１５・
・・圧電基板、１６．１７・・・電極、　　１８・・・
導電性物質。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板の両主表面に夫々電極が形成されてなる
   共振子と、この共振子の圧電基板とは異なる厚みを有す
   るいま一つの圧電基板の両主表面に夫々電極が形成され
   てなるいま一つの共振子とが同一の分極軸方向に積層さ
   れるとともに、これら共振子の片方の電極が導電性物質
   にて相互に接着されていることを特徴とする共振子構造
   。
2. （２）電気特性が正（プラス）の温度依存性を有する圧
   電板の両主表面に夫々電極が形成されてなる共振子と、
   電気特性が負（マイナス）の温度依存性を有するいま一
   つの圧電基板の両主表面に夫々電極が形成されてなるい
   ま一つの共振子とが同一の分極軸方向に積層されるとと
   もに、これら共振子の片方の電極が導電性物質にて相互
   に接着されていることを特徴とする共振子構造。