JPS63169110A - 弾性表面波電圧制御発振器 - Google Patents
弾性表面波電圧制御発振器Info
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- JPS63169110A JPS63169110A JP36987A JP36987A JPS63169110A JP S63169110 A JPS63169110 A JP S63169110A JP 36987 A JP36987 A JP 36987A JP 36987 A JP36987 A JP 36987A JP S63169110 A JPS63169110 A JP S63169110A
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- electrodes
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- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は広い周波数可変幅を有し発振特性の良好な弾性
表面波電圧制御発振器に関する。
表面波電圧制御発振器に関する。
弾性表面波素子を用いた電圧制御発振器は従来のＬＣ素
子を用いた発振器に比べて小形軽量で発振周波数の安定
化が可能であるため、ディジタル通信分野への応用が進
められている。このような弾性表面波素子を用いた電圧
制御発振器で、特に広帯域で可変発振が可能な方式とし
て、ベクトル合成型弾性表面波可変周波数発振器が知ら
れており、例えば斉藤、ト部の「ベクトル合成方式を用
いたＳＡＷ電圧制御発振器の検討」と題する論文（電子
通信学会論文誌１９８４／４ Ｖｏｌ、 Ｊ６７−ＢＮ
ａ４ｐｐ、４２４〜４３１）に記述されている。これは
出力に位相差を持った２系統の弾性表面波遅延線と可変
利得素子と増幅器で正帰還ループを構成して発振を行う
ものであり、ベクトル合成による位相変化を利用して周
波数を変化させている。この方式では、可変幅は弾性表
面波遅延線での位相の傾きと２系統の出力信号の位相差
φにより定まる。
子を用いた発振器に比べて小形軽量で発振周波数の安定
化が可能であるため、ディジタル通信分野への応用が進
められている。このような弾性表面波素子を用いた電圧
制御発振器で、特に広帯域で可変発振が可能な方式とし
て、ベクトル合成型弾性表面波可変周波数発振器が知ら
れており、例えば斉藤、ト部の「ベクトル合成方式を用
いたＳＡＷ電圧制御発振器の検討」と題する論文（電子
通信学会論文誌１９８４／４ Ｖｏｌ、 Ｊ６７−ＢＮ
ａ４ｐｐ、４２４〜４３１）に記述されている。これは
出力に位相差を持った２系統の弾性表面波遅延線と可変
利得素子と増幅器で正帰還ループを構成して発振を行う
ものであり、ベクトル合成による位相変化を利用して周
波数を変化させている。この方式では、可変幅は弾性表
面波遅延線での位相の傾きと２系統の出力信号の位相差
φにより定まる。
第２図に示すように２系統の弾性表面波遅延線の出力信
号に帯域内で位相差φがあるとすれば、ベクトル合成信
号は第３図に示すように、各出力信号Ａ１、Ａ２のベク
トル和Ａ１＋Ａ２となる。各信号の振幅の大きさを変え
れば合成信号の位相はＡ１とＡ２の間で変化し、位相条
件を満足する周波数で発振することになる。これにより
、所望の発振周波数を得ることができるのである。
号に帯域内で位相差φがあるとすれば、ベクトル合成信
号は第３図に示すように、各出力信号Ａ１、Ａ２のベク
トル和Ａ１＋Ａ２となる。各信号の振幅の大きさを変え
れば合成信号の位相はＡ１とＡ２の間で変化し、位相条
件を満足する周波数で発振することになる。これにより
、所望の発振周波数を得ることができるのである。
上記従来の技術による弾性表面波電圧制御発振器は、可
変周波数幅を広くとる場合、下記の２方法がとられる。
変周波数幅を広くとる場合、下記の２方法がとられる。
第１は２つの出力信号の位相差φを太き（する方法であ
るが、位相差が１８０度付近では合成信号の大きさは非
常に小さくなってしまい、発振させるには利得の大きな
増幅器が必要とをｖ、実用的でなかった。第２は弾性表
面波遅延線における位相変化量を小さくする方法である
。
るが、位相差が１８０度付近では合成信号の大きさは非
常に小さくなってしまい、発振させるには利得の大きな
増幅器が必要とをｖ、実用的でなかった。第２は弾性表
面波遅延線における位相変化量を小さくする方法である
。
このためには、入出力くし形電極間の距離が短（なるよ
うに構成すれば良いが、電極配置に限界があるため、所
望の可変帯域幅を得るには電極対数を少なくしなければ
ならないなど設計上の制約があった。しかも、入出力電
極を近づけると電極間の容量性結合による直接波の影響
を受け、また、電極対数を少なくすると損失が増加する
などして発振純度が低下してしまうといった不都合があ
った。
うに構成すれば良いが、電極配置に限界があるため、所
望の可変帯域幅を得るには電極対数を少なくしなければ
ならないなど設計上の制約があった。しかも、入出力電
極を近づけると電極間の容量性結合による直接波の影響
を受け、また、電極対数を少なくすると損失が増加する
などして発振純度が低下してしまうといった不都合があ
った。
本発明は上記の如き従来の技術の問題点を解決し、周波
数の広い可変幅を有し、発振特性の良好な電圧制御発振
器を提供することを目的とする。
数の広い可変幅を有し、発振特性の良好な電圧制御発振
器を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するために本発明においては、電圧制
御発振器に用いる弾性表面波遅延線は隣接する発振を抑
えるため帯域内での位相変化は２π以下になるように設
計される。もし２に以上の位相変化となる場合は隣接す
る発振が生じ、安定した発振器を構成することが困難と
なる。このため、広い可変幅を達成するには、弾性表面
波遅延縁が有する位相の傾きを小さくすることが設計上
必要である。そこで、本発明は周波数により遅延時間が
異なるように（し形電極を構成し、帯域内での位相の傾
きが小さくなるようにすることで上記目的を達成した。
御発振器に用いる弾性表面波遅延線は隣接する発振を抑
えるため帯域内での位相変化は２π以下になるように設
計される。もし２に以上の位相変化となる場合は隣接す
る発振が生じ、安定した発振器を構成することが困難と
なる。このため、広い可変幅を達成するには、弾性表面
波遅延縁が有する位相の傾きを小さくすることが設計上
必要である。そこで、本発明は周波数により遅延時間が
異なるように（し形電極を構成し、帯域内での位相の傾
きが小さくなるようにすることで上記目的を達成した。
前記の如く、電圧制御発振器を広帯域とするには弾性表
面波遅延線での信号の位相の傾きを小さくしなければな
らない。従来の等間隔の電極指周期を持った正規型くし
形電極では入出力電極間における遅延時間τは、帯域内
において一定であり、したがって位相回転量Φ８は角周
波数ωを用いてΦ８＝ωｔ ・・・（１） と表され、位相の傾きを小さくするには遅延時間ｔを短
くしなければならない。
面波遅延線での信号の位相の傾きを小さくしなければな
らない。従来の等間隔の電極指周期を持った正規型くし
形電極では入出力電極間における遅延時間τは、帯域内
において一定であり、したがって位相回転量Φ８は角周
波数ωを用いてΦ８＝ωｔ ・・・（１） と表され、位相の傾きを小さくするには遅延時間ｔを短
くしなければならない。
これに対し、本発明は周波数により遅延時間が変化する
ようにくし形電極を形成することを特徴としており、こ
れは次式のように表せる。
ようにくし形電極を形成することを特徴としており、こ
れは次式のように表せる。
Φ８＝（ω。−Δω）（ｔｏ＋Δｔ） ・・・（２）
ここで、ω０＝中心周波数における角周波数ｔｏ：中心
周波数における遅延時間 Δω：角周波数の変化分 Δｔ：遅延時間の変化分 ΔωとΔｔが比例関係にあるとすると Δω＝−Ｕ Δｔ ・・・（３）Ｕ：比例定数 とをｖ、式（２）は Φ８＝（０ｇ ｕ ｔｇ） ｔ ＋ ｕｔ ・・
・（４）ここで、１＝１０＋Δｔ すなわち、式（４）よりくし形電極のインパルス列の周
期ｔｎは （ω（３−ｕ ｔｇ ） ｔｎ＋ｕ ｔ、ｑ ＝ｎ ｗ
＋定数 ・・・（５）より定まる。
ここで、ω０＝中心周波数における角周波数ｔｏ：中心
周波数における遅延時間 Δω：角周波数の変化分 Δｔ：遅延時間の変化分 ΔωとΔｔが比例関係にあるとすると Δω＝−Ｕ Δｔ ・・・（３）Ｕ：比例定数 とをｖ、式（２）は Φ８＝（０ｇ ｕ ｔｇ） ｔ ＋ ｕｔ ・・
・（４）ここで、１＝１０＋Δｔ すなわち、式（４）よりくし形電極のインパルス列の周
期ｔｎは （ω（３−ｕ ｔｇ ） ｔｎ＋ｕ ｔ、ｑ ＝ｎ ｗ
＋定数 ・・・（５）より定まる。
式（５）はチャープフィルタのインパルス列と同様な式
となっており、周期が徐々に変化するくし形電極を用い
ることにより、本発明の目的である広帯域の電圧制御発
振器が可能であることを示している。
となっており、周期が徐々に変化するくし形電極を用い
ることにより、本発明の目的である広帯域の電圧制御発
振器が可能であることを示している。
第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
本実施例は互いに出力位相の異なる２系統の弾性表面波
遅延線と可変利得素子５．６及び増幅器７より構成され
ている。
遅延線と可変利得素子５．６及び増幅器７より構成され
ている。
ここで、既に説明したように２系統の弾性表面波遅延線
の出力信号は、それぞれ可変利得素子を通して合成され
るが、合成信号の位相は各信号の振幅の比により変化し
、これにより可変発振器として動作させることが可能と
なる。弾性表面波遅延線は圧電基板１上に入力くし形電
極２と出力くし形電極５．４が設げられている。入出力
電極間距離は出力電極５．４に対して異ならせてあり、
これにより２系統の出力信号間で位相差が生ずる。
の出力信号は、それぞれ可変利得素子を通して合成され
るが、合成信号の位相は各信号の振幅の比により変化し
、これにより可変発振器として動作させることが可能と
なる。弾性表面波遅延線は圧電基板１上に入力くし形電
極２と出力くし形電極５．４が設げられている。入出力
電極間距離は出力電極５．４に対して異ならせてあり、
これにより２系統の出力信号間で位相差が生ずる。
本実施例では各出力系統は基板上に並行に設けられてお
り、入力電極は各系統に共通な正規凰電極となっている
。出力電極は２系統に分割してあり、それぞれ弾性表面
波の伝搬方向に電極の周期が徐々に大きくなるように形
成しである。これにより、従来の弾性表面波遅延線に比
べて高周波では信号の遅延時間は短く、低周波では長く
することが可能とをｖ、帯域内での位相の傾きを小さく
することが出来る。なお、第１図は電極の構成を模式的
に示しており、実際には入出力電極対数はそれぞれ２０
対、中心周波数は５０ ＭＨｚ、可変帯域幅は５ ＭＨ
ｚである。電極の周期は式（５）より決まるが、ここで
は式（３）により比例定数Ｕを、遅延時間の最大変化幅
τと周波数の最大変化量Ｂの比 Ｕ＝□ ・・・（６） としている。本実施例の場合、帯域内における位相変化
量は第４図に示すように２π以下となる。
り、入力電極は各系統に共通な正規凰電極となっている
。出力電極は２系統に分割してあり、それぞれ弾性表面
波の伝搬方向に電極の周期が徐々に大きくなるように形
成しである。これにより、従来の弾性表面波遅延線に比
べて高周波では信号の遅延時間は短く、低周波では長く
することが可能とをｖ、帯域内での位相の傾きを小さく
することが出来る。なお、第１図は電極の構成を模式的
に示しており、実際には入出力電極対数はそれぞれ２０
対、中心周波数は５０ ＭＨｚ、可変帯域幅は５ ＭＨ
ｚである。電極の周期は式（５）より決まるが、ここで
は式（３）により比例定数Ｕを、遅延時間の最大変化幅
τと周波数の最大変化量Ｂの比 Ｕ＝□ ・・・（６） としている。本実施例の場合、帯域内における位相変化
量は第４図に示すように２π以下となる。
従来の技術により入出力電極２０対の条件で弾性表面波
遅延線を構成した場合、入出力電極を最も近接させても
位相の変化量は帯域内で４πであり、本発明は広帯域化
に非常に有利であることが判る。
遅延線を構成した場合、入出力電極を最も近接させても
位相の変化量は帯域内で４πであり、本発明は広帯域化
に非常に有利であることが判る。
なお、式（５）では時間軸でのインパルス列の周期を示
しているが、弾性表面波の速度をＶとしてｎ １ｎ＝□ ・・・（７） とおけば、電極の空間的位置ｘｎが定まる。即ち、角周
波数ωの代わりに周波数ｆを用いて、ここで、ｆｏ＝中
心周波数 ：帯域幅 ：整数 となる。
しているが、弾性表面波の速度をＶとしてｎ １ｎ＝□ ・・・（７） とおけば、電極の空間的位置ｘｎが定まる。即ち、角周
波数ωの代わりに周波数ｆを用いて、ここで、ｆｏ＝中
心周波数 ：帯域幅 ：整数 となる。
第５図は本発明の第２実施例を示し、入力正規くし型電
極を基板の中央に設け、その両側に出力（し型電極を配
置しである。出力電極の周期は弾性表面波の伝搬方向に
入力電極から離れるに判い式（８）に従って徐々に大き
くなるように形成してあり、これにより第１実施例と同
様に出力信号の位相の傾きは小さくなる。なお、本実施
例では、入力電極の両側に出力電極を配置しであるため
、小形化できる利点がある。
極を基板の中央に設け、その両側に出力（し型電極を配
置しである。出力電極の周期は弾性表面波の伝搬方向に
入力電極から離れるに判い式（８）に従って徐々に大き
くなるように形成してあり、これにより第１実施例と同
様に出力信号の位相の傾きは小さくなる。なお、本実施
例では、入力電極の両側に出力電極を配置しであるため
、小形化できる利点がある。
下記の各実施例では可変利得素子および増幅器等の構成
は上記第１、第２実施例と同様なので省略して弾性表面
波遅延線の構成だけを示す。
は上記第１、第２実施例と同様なので省略して弾性表面
波遅延線の構成だけを示す。
第６図に示す第５実施例は、入力電極を分割し、同一基
板上に２組の入出力電極を形成しである。
板上に２組の入出力電極を形成しである。
本実施例では、各系統のくし形電極に個々に重み付けを
施して独立に周波数特性をもたせることが出来るなど設
計Ω自由度を増すことが出来る。
施して独立に周波数特性をもたせることが出来るなど設
計Ω自由度を増すことが出来る。
第７図に示す第４実施例は、入出力電標とも電極周期を
徐々に変化させたくし形電極を用いている。本実施例の
場合、入出力電極の周期をそれぞれ最適設計することで
位相の傾きを補正するなど設計の自由度を向上できる利
点がある。
徐々に変化させたくし形電極を用いている。本実施例の
場合、入出力電極の周期をそれぞれ最適設計することで
位相の傾きを補正するなど設計の自由度を向上できる利
点がある。
以上説明したように本発明によれば、電極の周期が徐々
に変化するように形成したくし形電極、即ちチャーブ電
極を用いた２系統の出力端子を有する弾性表面波遅延線
を用いたので、入出力電極を極端に近づけたり、電極対
数を減らすことなく広可変幅、高性能の弾性表面波電圧
制御発振器を作成することが出来る。
に変化するように形成したくし形電極、即ちチャーブ電
極を用いた２系統の出力端子を有する弾性表面波遅延線
を用いたので、入出力電極を極端に近づけたり、電極対
数を減らすことなく広可変幅、高性能の弾性表面波電圧
制御発振器を作成することが出来る。
第１図は本発明第１実施例の弾性表面波遅延線と全体の
構成を示すブロック図、第２図はベクトル合成の原理を
示す周波数特性図、第３図はベクトル合成の原理を示す
ベクトル図、第４図は本発明による弾性表面波遅延線の
位相特性を示す図、第５図は本発明第２実施例の弾性表
面波遅延線と全体の構成を示すブロック図、第６図は本
発明第３実施例の弾性表面波遅延線の構成図、第７図は
本発明第４実施例の弾性表面波遅延線の構成図である。 １・・・圧電基板、２，８．９・・・入力電極、３，４
・・・出力電極、５，６・・・可変利得素子、７・・・
増幅器、１０．１１・・・出力端子、１２・・・入力端
子。 乙 １１１′
構成を示すブロック図、第２図はベクトル合成の原理を
示す周波数特性図、第３図はベクトル合成の原理を示す
ベクトル図、第４図は本発明による弾性表面波遅延線の
位相特性を示す図、第５図は本発明第２実施例の弾性表
面波遅延線と全体の構成を示すブロック図、第６図は本
発明第３実施例の弾性表面波遅延線の構成図、第７図は
本発明第４実施例の弾性表面波遅延線の構成図である。 １・・・圧電基板、２，８．９・・・入力電極、３，４
・・・出力電極、５，６・・・可変利得素子、７・・・
増幅器、１０．１１・・・出力端子、１２・・・入力端
子。 乙 １１１′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、圧電基板の表面に入出力くし形電極を設けた互いに
遅延時間の異なる２系統の弾性表面波遅延線と可変利得
素子と増幅器とで構成された弾性表面波電圧制御発振器
において、上記弾性表面波遅延線の入出力くし形電極の
少なくとも一方がチャープ型電極で形成されていること
を特徴とする弾性表面波電圧制御発振器。 ２、弾性表面波遅延線のチャープ型電極が、中心周波数
をｆ＿０、周波数帯域幅をＢ、遅延時間の最大可変幅を
τ、中心周波数での遅延時間をｔ＿０、弾性表面波の速
度をｖ、ｎを整数として、弾性表面波の伝搬方向に座標
軸Ｘをとった時、 ２ｘ〔［ｆ＿０−（Ｂ／τ）ｔ＿０］Ｘ＿ｎ／ｖ＋Ｂ／
τ（Ｘ＿ｎ／ｖ）＾２〕＝ｎｘ＋定数を満足する位置Ｘ
＿ｎに配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の弾性表面波電圧制御発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000369A JP2593862B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 弾性表面波電圧制御発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000369A JP2593862B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 弾性表面波電圧制御発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169110A true JPS63169110A (ja) | 1988-07-13 |
| JP2593862B2 JP2593862B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=11471874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000369A Expired - Fee Related JP2593862B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 弾性表面波電圧制御発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593862B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002232256A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-16 | Masaki Kobayashi | 弾性表面波フィルタ |
| US8674776B2 (en) | 2011-09-28 | 2014-03-18 | Seiko Epson Corporation | Oscillator circuit, oscillator, electronic apparatus, and activation method oscillator circuit |
| JP2014212389A (ja) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | 日本電波工業株式会社 | 発振回路 |
| JP2015512766A (ja) * | 2012-01-31 | 2015-04-30 | ザ・ペン・ステート・リサーチ・ファンデーション | 可変定常的表面弾性波を用いたマイクロ流体操作及び粒子の分類 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621402A (en) * | 1979-07-31 | 1981-02-27 | Toshiba Corp | Oscillator |
| JPS58188919A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-04 | Hitachi Ltd | ラム波電子装置 |
| JPS6041304A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | 表面弾性波発振器 |
-
1987
- 1987-01-07 JP JP62000369A patent/JP2593862B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014212389A (ja) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | 日本電波工業株式会社 | 発振回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2593862B2 (ja) | 1997-03-26 |
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