JPS63105510A - メカニカルフイルタ - 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〕 本発明は、ディジタル伝送方式に係り、比較的高いタイ
ミング周波数抽出用の、偶数次振動モードの振動素子を
２個用いたメカニカルフィルタで、通過帯域近傍に発生
するスプリアスを、通過帯域から遠ざけると共に大きな
抑圧減衰量も得られるように、結合子の寸法を適切に選
定したものであ〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル伝送方式に係り、タイミング抽出用
のフィルタで、特に通過域近傍のスプリアスの抑圧に有
効なメカニカルフィルタに関す。

固体の固有振動を利用して、特定周波数を濾波したり阻
止して種々のフィルタを構成させるメカニカルフィルタ
は、コイルとコンデンサの回路部品を組み合わせ、直列
或いは並列共振回路を構成させたＬＣフィルタより、構
成部品の点数が少なく、材料組成と寸法精度のみで特性
が得られ、■産効果が大きい利点を有し、従来がらＩ　
Ｍ　ｌｌｚ以下の周波数に用いられて来ていた。

メカニカルフィルタは所望の特性を得るために、振動素
子を複数個連結して構成させるのが通常であるが、この
連結は結合子にて行い、振動素子間に効率よく振動を伝
達させ、更に素子の機械的保持も兼ねる、と共にフィル
タ特性に影響を出来るだけ与えないようにする必要があ
る。

〔従来の技術〕

第１図（ａ）は−例のメカニカルフィルタ斜視図、同図
（ｂ）は同金属板平面図を示す。

本メカニカルフィルタは、ディジタル伝送方式の比較的
高いタイミング周波数抽出用のフィルタで、長手方向に
二等分割され、厚み方向に、互いに逆方向に分極された
圧電磁器板１ａ、　ｌｂの、両面に恒弾性金属板２ａ、
２ｂを接着した振動素子３ａ、３ｂを用い、２個の結合
子４で連結させ、外側を４個の支持線５で支える基本構
造となっている。

電気的入力を第１の振動素子３ａの両面の恒弾性金属板
２ａ間に印加すれば、振動素子３ａは長手の方向に縦振
動し、全長のＡと％の２個所が節となり、両端および真
中の３個所が腹となる振動が発生する。この振動が結合
子４を介して第２の振動素子３ｂに伝達され、同様な振
動が励振され、逆に両面の恒弾性金属板２ｂ間に電荷を
発生するので、これを取り出して電気的出力を得ている
。

この際、結合子４を各振動素子３ａ、３ｂの全長の２の
位置（振動のＩ＋りに１個設けるのが振動伝達上一番有
効であるが、高い周波数用では結合子４の製造寸法上の
制約から、フィルタの特性に与える影響が大となり、２
個に分割し、真中士イλの位置に設けている。

この結合素子４はフィルタ特性の通過帯域の幅。

減衰量１位相回転量、および高次モードの抑圧減衰量等
に影響を与えるので、その寸法、長さり。

幅Ｗ、および厚みを適切に設定することが重要である。

また、結合子４および支持線５を夫々専用の部品で設け
るのが一般的であるが、本例では、これらおよび各振動
素子３ａ、３ｂの同面の恒弾性金属板２ａ、２ｂをも含
めて、恒弾性金属の薄板から一体に形成した金属板６と
して、製造の合理化を図っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第５図の従来の一例の周波数抑圧減衰量
特性に示す如（、通過域Ｆｏの近傍にスプリアスが発生
し問題点となっていた。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記の問題点は、第１図、第２図、第３図に示す如く、 長手方向に少なくとも二等分割され、互いに逆方向に厚
み方向に分極された、短冊状の２個の圧電磁器板１ａ、
　ｌｂと、圧電磁器板１ａ、　ｌｂの一方の面に設けた
２個の恒弾性金属板２ａ、２ｂと、他方の面に設けられ
更に結合子４と支持線５を一体に成形した恒弾性金属板
６とからなるメカニカルフィルタにおいて、 金属板６に一体化された結合子４の寸法、幅Ｗと長さＬ
の比を、Ｌ／Ｗ≦４の範囲とする、本発明のメカニカル
フィルタにより解決される。

〔作　用〕

即ち、結合子の寸法が、フィルタの緒特性に影響を与え
ることは前述の通りであり、論理的にも解析されている
が、通過帯域の近傍に発生するスプリアスについては難
解で、容易に解析は出来ず問題となついたが、最後に幅
と長さの比に着目し、このスプリアスの発生に大きく作
用していることが実験的に解り、−挙に解決された。

第２図に結合子の寸法比（Ｌ／Ｗ）と通過帯域Ｆｏの近
傍に発生するスプリアスの周波数、第３図に同スプリア
スの抑圧減衰量を示す。

即ち、結合子４の寸法比が小さくなると、スプリアスの
周波数は通過帯域Ｆｏから遠ざかり、且つ勢力も弱まり
抑圧減衰量が大となり、好結果を与える。

逆に、寸法比が大きくなると、スプリアスの周波数は通
過帯域Ｆｏに近すき、且つ勢力も大きくなり抑圧減衰量
が小となり、悪影習を与える。

そこで一般には、通過帯域の近傍に発生するスプリアス
は、その抑圧減衰量として２０ｄＢ以上であれば充分な
ので、寸法比（Ｌ／Ｗ）は４以下とした。

かくの如くして、タイミング周波数抽出用のメカニカル
フィルタの通過帯域の近傍に発生するスプリアスを、簡
準に抑圧することが出来る。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例によって本発明を具体的に説明す
る。

企図を通し同一符合は同一対称物を示す。

第１図（ａ）は−例のメカニカルフィルタ斜視図、同図
（ｂ）は同金属板平面図、第２図に結合子の寸法比（Ｌ
／ＶＴ’）と通過帯域Ｆｏの近傍に発生するスプリアス
の周波数、第３図に同スプリアスの抑圧減衰１、第４図
に本発明の一実施例の周波数抑圧減衰量特性を示す。

前記の従来例と同じ、ディジタル伝送方式〇比１校的高
いタイミング周波数３２０ｋｌｌｚ抽出用のフィルタで
ある。

長手方向に少なくとも二等分割され、互いに逆方向に厚
み方向に分極された、短冊状の２個のジルコン−チタン
酸鉛（通称ＰＺＴ）の圧電磁器板ｌａ、Ｉｂと、各圧電
Ｍ！を器仮１ａ、　ｌｂの一方の面に重なる２個の恒弾
性金属板２ａ、２ｂ　　（例えばエリンバ−の厚さ０．
２５ｍｍ板）と、他方の面に重なり更に結合子４と支持
線５とをフォトエツチングによ／）精度よく一体に成形
した、同村の金属板６とからなり、各圧電磁器板１ａ、
　ｌｂの両面に全鍍金を施し、金属板２ａ、２ｂ、　Ｇ
を半田溶接にて固着させてメカニカルフィルタを構成さ
せている。

この際、金属板６に一体に成形させた結合子４の寸法、
長さしと幅Ｗとの比（Ｌ／Ｗ）による通過帯域Ｆｏの近
傍に発生するスプリアスの状態は、第２図、第３図のよ
うに、ｌ、／Ｗ＝３．２ではスプリアスはＦｏ−１−３
５〜４１　ｋｌｌｚ、抑圧減衰量は３５〜４０ｄ１３で
あり、Ｌ／Ｗ＝４．０ではＦｏ＋２９〜３６　ｋｌｌｚ
、　２５〜３１ｄＢ、　Ｌ／Ｗ＝４．３ではｆ’ｏ＋２
−１〜３１　ｋ！ｌｚ、　２０〜３０ｄＢ、　　Ｌ／Ｗ
＝５．０　ではＦｏ＋　８〜２０　ｋｌｌｚ、　８〜２
０ｄＢとなる関係が得られた。このデータは各３０個の
メカニカルフィルタによる実測値であり、何れも１周波
数のスプリアスを発生し、そのバラツキの幅を示してい
る。

スプリアスの抑圧減衰量規格を２０ｄＢ以上とするフィ
ルタでは、Ｌ／Ｗ≦４とすれば、スプリアス周波数はＦ
ｏ＋３０　ｋｌｌｚ以上となり、通過帯域ＦＯの近傍に
発生するスプリアスの抑圧特性として充分であり、第４
図のような良好な周波数抑圧減衰量特性が得られた。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明により偶数波振動モートのメカニカ
ルフィルタで、通過帯域近傍に発生するスプリアスを、
通過帯域から遠方にずらすと共に大きな抑圧減衰量も得
られ、その効果は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一例のメカニカルフィルタ、 第２図は結合子の寸法比（Ｌ／Ｗ）と通過帯域ＰＯの近
傍に発生するスプリアスの 周波数、 第３図は結合子の寸法比（Ｌ　／　Ｗ　）と通過帯域Ｆ
ｏの近傍に発生するスプリアスの 抑圧減衰量、 第４図は本発明の一実施例の周波数抑圧減衰量特性、 第５図は従来の一例の周波数抑圧減衰量特性である。 図において、 ｌａ、　ｌｂは圧電磁器板、　Ｌは結合子の長さ、２ａ
、２ｂ、６は金属板、　　Ｗは結合子の幅、３ａ、３ｂ
は振動素子、 ４は結合子、 ５は支持線である。 ゛゛哲 （久） 率　Ｉ　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　長手方向に少なくとも二等分割され、互いに逆方向に
   厚み方向に分極された、短冊状の２個の圧電磁器板（１
   ａ、１ｂ）と、 該圧電磁器板（１ａ、１ｂ）の一方の面に設けられた２
   個の恒弾性金属の金属板（２ａ、２ｂ）と、該圧電磁器
   板（１ａ、１ｂ）の他方の面に設けられ、更に２個の結
   合子（４）と４個の支持線（５）を一体に成形した恒弾
   性金属の金属板（６）とからなるメカニカルフィルタに
   おいて、 該金属板（６）に一体化された該結合子（４）の寸法、
   幅Ｗと長さＬの比を、Ｌ／Ｗ≦４の範囲とすることを特
   徴とするメカニカルフィルタ。