JPS62261208A - 電気機械式フイルタの位相回転量変動抑圧方法 - 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】 〔概　要〕 電気機械式フィルタ（以下、ＥＭフィルタと略称する。

）の中心周波数での３ｄＢ帯域幅等を基準温度からの温
度変動に伴って拡幅させてＥＭフィルタの公称周波数で
の位相回転量の変動の抑圧を図った。

〔産業上の利用分野〕

本発明はＥＭフィルタの位相回転量変動抑圧方法に関し
、更に詳しく言えば、温度変動時におけるＥＭフィルタ
の公称周波数での位相回転量の変動抑圧に中心周波数で
の例えば３ｄＢ帯域幅の拡幅を利用しているＥＭフィル
タの位相回転量変動抑圧方法に関する。

近年においては、ますます通信系のディジタル化が進め
られている。例えば、ＰＣＭ通信の広帯域タイミング抽
出フィルタでは、より小形で且つ高安定なタイミング抽
出フィルタが必要とされることから、従来のヘリカルフ
ィルタやＬＣフィルタに代わるものとして高結合圧電１
辰勤子を用いたＥＭフィルタ（例えば、ＬｉＴａＯ３単
結晶を使用したフィルタ）に大きな期待が寄せられてい
る。

こＯＥＭフィルタにも従来のＬＣフィルタ同様、温度の
、変化に伴って位相回転量が変動するという望ましくな
い特性を有しており、従来においてもその変動抑圧手段
が採られているが、それは未だ尚不十分なものである。

〔従来の技術〕

第５図は高結合圧電振動子２個１．２及び結合容量素子
３から成るタイミング抽出フィルタの等価回路を示す。

この圧電振動子１，２は温度変化に伴いその共振周波数
が変動するため、その変動分だけフィルタの中心周波数
が偏移してフィルタ本来の所望周波数（公称周波数）ｆ
ｏにおける位相回転量を変化させてしまう。

その可及的解決手段として圧電振動子の温度係数を改善
してその共振周波数の安定化を図ることによりフィルタ
公称周波数における位相回転量の変動を極力抑えること
も可能であるが、これを採用し難い場合には、第６図に
示すように圧電振動子と直列に容量素子４，５を接続し
、この容量素子４．５に圧電振動子の温度係数を打ち消
し得る温度係数を持たせることで、上述のような中心周
波数の変動を僅かにしてそこでの位相回転量の変υＪの
抑圧を図っている。即ち、例えば第７図の（ａ）に示ず
ような温度２５°Ｃにおけるフィルタ特性（今、フィル
タ中心周波数ｆ。と公称周波数ｆ、が同じになる様に設
定されているとする。）を有する２Ｍフィルタを７０℃
で使用した場合にそのフィルタ特性が第７図の（ｂ）の
如くなり、その位相回転量の差Δθ０を上述の圧電振動
子温度係数の改善により零乃至許容範囲内に収める代わ
りに、直列容量素子４．５の温度係数を圧電振動子の温
度係数とは逆にすることにより、温度が上昇しても（例
えば、７０℃への上昇）、第７図の（Ｃ）の点線で示す
特性（上述の如き温度係数に対する処置なき場合のフィ
ルタ特性）をその実線で示す特性へ移行させる如くして
上述の如き位相回転量変動の抑圧を図っているものであ
る。なお、第７図において、ｆＯはフィルタ公称周波数
、ｆ、は２５°Ｃにおけるフィルタ中心周波数、ｆ′ｏ
は７０℃におけるフィルタ中心周波数、θ０は２５゛Ｃ
でｆＯにおける位相回転量、θ′０は７０’Ｃでｆ、に
おける位相回転量である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述後者の手段は温度補償用容量素子をフィルタ本来の
構成要素のほかに必要とし、そのために圧電振動子の共
振周波数の決定要素として温度補償用容量素子の静電容
量も入って来ることとなり、その共振周波数の調整を複
雑化している。又、温度補償用容量素子を必要とするこ
とは構成の複雑化となり、フィルタの小型化の阻害とな
る。

本発明は斯かる問題点に鑑みて創作されたもので、基準
温度からの温度変動に応じてフィルタ中心周波数での３
ｄＢ′ａ！−域幅等の拡幅を生じさせることにより温度
変動に対する位相回転量の変動を抑圧し得る２Ｍフィル
タの位相回転量変動抑圧方法を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために本発明は、高結合圧電振動
子２個及び結合容量素子１個を少なくとも１組有して構
成される２Ｍフィルタにおいて、その中心周波数での３
ｄＢ帯域幅等を基準温度からの温度変動に応じて拡幅さ
せて偏位温度における公称周波数での位相回転量の変動
を抑圧するようにしたものである。

〔作　用〕

２Ｍフィルタの基準温度が変わると、それに伴って２Ｍ
フィルタの中心周波数での３　ｄＢｉ域幅が拡幅される
。２Ｍフィルタでは３ｄＢ帯域幅が拡げられると、位相
傾斜がその帯域特性の微係数で与えられることから拡幅
されたときの位相傾斜は緩くなる性質を有する。従って
、３ｄＢ帯域幅の拡幅により圧電振動子の共振周波数の
温度変動に伴うフィルタの位相回転量への効果が弱まり
、結果として位相回転量の変動は抑圧される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。この実施例に示す２
Ｍフィルタは高結合圧電振動子１’、２’及び結合容量
素子３゛とから成り、その結合容量素子３゛の静電容量
温度係数を負としく第２図参照）、且つ高結合圧電振動
子ｌ”、２°の温度係数を負として（第３図参照）構成
したものである。

この構成ＯＥＭフィルタの使用温度が２５℃の常温状態
（第４図の（ａｌ参照）から７０°Ｃの高温状！３（第
４図の（ｂｌ参照）へ変わったときの位相回転量の変化
は次のようになる。

使用温度が２５℃における２Ｍフィルタの中心周波数を
ｆ。（ｆｃ＝ｆｏ）とし、ｒｃにおける位相回転量θ０
及び３ｄＢ帯域幅をΔｆ　３ｄＢとし、２Ｍフィルタの
位相傾斜をαとする。これと同様に、使用温度７０℃で
の使用温度２５℃に対応する容量をｆ’ｃ＋　　θ’ｏ
（ｆｏにおける値）、Δｆ’＋ｄ［ｓ及びα°　とする
。

このように、使用温度が上昇すると、第３図から判るよ
うに、圧電振動子１゛、２”の共振周波数は下がるから
、従来構成（本発明のような圧電振動子１’　、　　２
’及び結合容量素子３゛の温度係数に対する考慮のない
構成）の２Ｍフィルタでは、ｆ　Ｃ〉ｒ′Ｃ＋　θｏく
θ）ｏ、Δｆ３ｄＢ　＝Δｆ’ＪＢ、α＝α°　となる
が、本発明ＥＭフィルタでは、結合容量素子３゛に圧電
振動子１゛、２°と同じ温度係数を持たせる構成とした
ことから、上述のような温度変化における上述諸掛の関
係は、 ｆ　Ｃ＞ｆ’ｃ　ｒ　ΔｆｓｄＢ＜Δｆ’ｓｄＢ、　ｃ
ｔ＞ｔｘ’となる。

このように、温度上昇に伴って２Ｍフィルタの３ｄＢ帯
域幅がより広帯域となったため、位相傾斜（ｄｅｇ　　
・／　Ｋｔｌｚ）が緩くなる。かくして、圧電振動子の
共振周波数の温度変化に伴う２Ｍフィルタの位相回転量
への効果が弱まり、結果として位相回転変化量は減少さ
れる。

同様に、低温側への温度変化がある場合にも、位相回転
量の変化は抑圧される。

従って、結合容量の温度勾配（傾斜）の決定は、Δｆ３
ｄＢの変動許容範囲内においてθｃ’−＋−θ′０とな
るようにして行なわれる。

上述のところは、圧電振動子が負の温度係数を有する場
合であったが、正の場合にも同様に当て嵌まる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、２Ｍフィルタの中
心周波数での３ｄＢ帯域幅等を温度変動に応じて拡幅し
て温度変動に対する位相回転量の変動を抑圧することが
でき、温度安定度に優れる。

この３ｄＢ帯域幅等の拡幅を結合容量素子の静電容量温
度係数の符号と圧電振動子の温度係数の符号との同一化
により生ぜしめるようにすれば１．ＥＭラフイル本来の
素子だけで上述効果を調整の複雑化を伴うことなしに（
調整は圧電振動子の調整のみでよくなる。）享受できる
。又、その小型化の推進にもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は結合容量素子の温度特性を示す図、第３図は高
結合圧電振動子の温度特性を示す図、第４図は２Ｍフィ
ルタの位相図！Ｚ−ｆｆｌ及び損失の周波数特性を示す
図、 第５図は従来の１つＯＥＭフィルタを示す図、第６図は
従来の他の２Ｍフィルタを示す図、第７図は第５図及び
第６図ＥＭフィルタでの位相間！２−量変化の抑圧を説
明するだめのグラフである。 第１図において、 １’、２’　は高結合圧電振動子、 ３゛は結合容量素子である。 特　許　出　願　人　　富士通株式会社；ｆ゛、二］“
ゝ ≠ば÷ 田 手蹟補正書卿 ０部０６１年　８月１３日 特許庁長官　　　黒　　１）　　明　　雄　殿２、発明
の名称 住所　神楽ＩＩＩ旬１１帥埠肚ｌＪ僻１０１５盟也（５
２２）名称　富士通株式会社 ４、代理人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高結合圧電振動子２個及び結合容量素子１個を少
   なくとも１組有して構成される電気機械式フィルタにお
   いて、 その中心周波数での３ｄＢ帯域幅等を基準温度からの温
   度変動に応じて拡幅させて公称周波数での位相回転量の
   変動を抑圧することを特徴とする電気機械式フィルタの
   位相回転量変動抑圧方法。
2. （２）前記結合容量素子の静電容量温度係数の符号を前
   記高結合圧電振動子の温度係数の符号と同一にして前記
   ３ｄＢ帯域幅等の拡幅を生ぜしめるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気機械式フィル
   タの位相回転量変動抑圧方法。