JPS63232610A - エレクトロメカニカルタイミング抽出フイルタ - Google Patents
エレクトロメカニカルタイミング抽出フイルタInfo
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- JPS63232610A JPS63232610A JP6410687A JP6410687A JPS63232610A JP S63232610 A JPS63232610 A JP S63232610A JP 6410687 A JP6410687 A JP 6410687A JP 6410687 A JP6410687 A JP 6410687A JP S63232610 A JPS63232610 A JP S63232610A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
- 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】
〔概 要〕
圧電結晶振動子を用いたエレクトロメカニカルタイミン
グ抽出フィルタにおいて、高域の減衰特性および温度に
対する位相特性の改善を図るために、フィルタの出力端
子間にコンデンサを並列接続するとともに、該コンデン
サの温度係数の正負の符号を圧電結晶振動子の温度係数
の符号と同一符号とした。
グ抽出フィルタにおいて、高域の減衰特性および温度に
対する位相特性の改善を図るために、フィルタの出力端
子間にコンデンサを並列接続するとともに、該コンデン
サの温度係数の正負の符号を圧電結晶振動子の温度係数
の符号と同一符号とした。
本発明は、ディジタル伝送装置のタイミング再生回路に
おけるタイミング抽出フィルタなどに使用される帯域通
過形のエレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタに
関する。
おけるタイミング抽出フィルタなどに使用される帯域通
過形のエレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタに
関する。
ディジタル伝送装置のタイミング再生回路には、送出パ
ルスを正しい時間間隔で位相再生するために、等化波形
列からパルス繰り返し周波数成分を抽出するいわゆるタ
イミング抽出フィルタが使用されている。
ルスを正しい時間間隔で位相再生するために、等化波形
列からパルス繰り返し周波数成分を抽出するいわゆるタ
イミング抽出フィルタが使用されている。
従来、このタイミング抽出フィルタとしては、ＬＣフィ
ルタやヘリカルフィルタ等が用いられてきたが、装置の
小型化、ＬＳＩ化に伴ない、タイミング抽出フィルタに
も小型、高安定、低コスト、高信頼性が強く要望されて
いる。近時、このような要求を実現するためのフィルタ
として、圧電結晶振動子を応用したエレクトロメカニカ
ルタイミング抽出フィルタに強い期待が寄せられ、広範
囲に使用されるようになった。
ルタやヘリカルフィルタ等が用いられてきたが、装置の
小型化、ＬＳＩ化に伴ない、タイミング抽出フィルタに
も小型、高安定、低コスト、高信頼性が強く要望されて
いる。近時、このような要求を実現するためのフィルタ
として、圧電結晶振動子を応用したエレクトロメカニカ
ルタイミング抽出フィルタに強い期待が寄せられ、広範
囲に使用されるようになった。
第９図は従来のエレクトロメカニカルタイミング抽出フ
ィルタの構成を、また、第１０図にはその電算的な等価
回路を示す。図示するように、従来のエレクトロメカニ
カルタイミング抽出フィルタ１は、高安定な圧電結晶振
動子２を二個以上用い、これらを結合容量３を介して電
気的に結合したものである。
ィルタの構成を、また、第１０図にはその電算的な等価
回路を示す。図示するように、従来のエレクトロメカニ
カルタイミング抽出フィルタ１は、高安定な圧電結晶振
動子２を二個以上用い、これらを結合容量３を介して電
気的に結合したものである。
このフィルタの通過帯域特性、阻止帯域特性、温度特性
などの特性は、使用する圧電結晶振動子２の材質、カッ
ト角度および波の伝播方向などによりほぼ決定されるも
のである。
などの特性は、使用する圧電結晶振動子２の材質、カッ
ト角度および波の伝播方向などによりほぼ決定されるも
のである。
従来のエレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタの
場合、次のような問題があった。
場合、次のような問題があった。
（１）高域側の阻止帯域の減衰量が不足する。
圧電結晶振動子２の並列静電容量ＣＯ（第１０図）のた
め、圧電結晶振動子２の共振周波数よりも高い周波数成
分の減衰が小さくなる。これを防ぐ方法としては、使用
する圧電結晶振動子の数を増やせばよいが、フィルタが
大型化するとともに、コスト高になるという問題があっ
た。
め、圧電結晶振動子２の共振周波数よりも高い周波数成
分の減衰が小さくなる。これを防ぐ方法としては、使用
する圧電結晶振動子の数を増やせばよいが、フィルタが
大型化するとともに、コスト高になるという問題があっ
た。
（２）温度変化に対する位相の変化が大きい。
フィルタの温度−位相特性を決定する要因は使用する圧
電結晶振動子２の温度特性に依るところが大きい。それ
故、温度変化に対する位相の変化を小さくするには、結
晶材料の選定、結晶のカットアングノペ波の伝播方向の
適切設計等により改善することができるが、これにも限
度がある。
電結晶振動子２の温度特性に依るところが大きい。それ
故、温度変化に対する位相の変化を小さくするには、結
晶材料の選定、結晶のカットアングノペ波の伝播方向の
適切設計等により改善することができるが、これにも限
度がある。
また、圧電結晶振動子２に直列にコンデンサを接続し、
そのコンデンサの温度係数の正負の符号を圧電結晶振動
子２の温度係数と逆符号とすることにより改善すること
もできるが、各圧電結晶振動子ごとにコンデンサが必要
となるため、部品点数の増加、振動子の周波数調整の複
雑化をきたす。
そのコンデンサの温度係数の正負の符号を圧電結晶振動
子２の温度係数と逆符号とすることにより改善すること
もできるが、各圧電結晶振動子ごとにコンデンサが必要
となるため、部品点数の増加、振動子の周波数調整の複
雑化をきたす。
更に、結合容量３に温度特性を持たせ、フィルタの帯域
幅を変えることによっても温度補償をはかることが可能
であるが、フィルタの帯域幅の制御が難しく、可変でき
る帯域幅にも回路の整合性から限度がある。
幅を変えることによっても温度補償をはかることが可能
であるが、フィルタの帯域幅の制御が難しく、可変でき
る帯域幅にも回路の整合性から限度がある。
本発明は上記の欠点を除去し、簡単な構成により高域の
減衰特性および温度に対する位相特性の改善を図ったエ
レクトロメカニカルタイミング抽出フィルタを提供する
ものである。
減衰特性および温度に対する位相特性の改善を図ったエ
レクトロメカニカルタイミング抽出フィルタを提供する
ものである。
本発明の原理を示す第１図において、一対のアームを構
成する２つの圧電結晶振動子２，２と結合容量３から構
成された帯域通過形のエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタ１の出力端子間にコンデンサ４を並列接続
し、このコンデンサ４として温度−静電容量特性の温度
係数の正負の符号を前記圧電結晶振動子２．２の温度−
共振周波数特性の温度係数とが同一符号のものを用いる
ようにした。
成する２つの圧電結晶振動子２，２と結合容量３から構
成された帯域通過形のエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタ１の出力端子間にコンデンサ４を並列接続
し、このコンデンサ４として温度−静電容量特性の温度
係数の正負の符号を前記圧電結晶振動子２．２の温度−
共振周波数特性の温度係数とが同一符号のものを用いる
ようにした。
出力端子間に並列接続したコンデンサ４を通じて高域の
信号成分が減衰されるため高域側の減衰量が増加し、フ
ィルタの高域側の減衰特性が改善される。
信号成分が減衰されるため高域側の減衰量が増加し、フ
ィルタの高域側の減衰特性が改善される。
また、コンデンサ４の温度係数の正負の符号を圧電結晶
振動子２．２の温度係数の符号と同一符号としたことに
より、温度変化によるコンデンサ４の容量変化に基づく
フィルタの位相特性の変化方向と、一温度変化による圧
＝電結晶振動子２．２の特性変化に基づくフィルタの位
相特性の変化方向とがお互いに逆方向となり、両者の変
化が相殺されて温度変化に対する位相変化が極めて小さ
くなリ、位相特性が改善される。
振動子２．２の温度係数の符号と同一符号としたことに
より、温度変化によるコンデンサ４の容量変化に基づく
フィルタの位相特性の変化方向と、一温度変化による圧
＝電結晶振動子２．２の特性変化に基づくフィルタの位
相特性の変化方向とがお互いに逆方向となり、両者の変
化が相殺されて温度変化に対する位相変化が極めて小さ
くなリ、位相特性が改善される。
以下、本発明の実施例につき説明する。
まず、高域側の減衰特性の改善について述べる。
第１図に示すように、エレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタ１の出力端子間にコンデンサ４を並列接続
すると、フィルタの高域減衰特性は第２図のように改善
される。即ち、コンデンサ４がない場合、点線で示すよ
うに高域側の減衰量が不足するが、本発明のようにコン
デンサ４を並列接！した場合、コンデンサ４のインピー
ダンスが高域で小さくなるため、実線で示すように高域
側の減衰量が増大し、フィルタの高域減衰特性が改善さ
れる。
抽出フィルタ１の出力端子間にコンデンサ４を並列接続
すると、フィルタの高域減衰特性は第２図のように改善
される。即ち、コンデンサ４がない場合、点線で示すよ
うに高域側の減衰量が不足するが、本発明のようにコン
デンサ４を並列接！した場合、コンデンサ４のインピー
ダンスが高域で小さくなるため、実線で示すように高域
側の減衰量が増大し、フィルタの高域減衰特性が改善さ
れる。
ところで、上記のようにコンデンサ４を並列接続すると
、通過帯域の中心周波数ｆＱ付近の減衰特性およびその
位相特性にも影響が及ぶ。第３図は第２図中の中心周波
数ｆＱ付近の減衰特性とその位相特性を模式的に拡大し
て示したものであるが、コンデンサ４を接続することに
より、減衰特性は点線から実線のようにその振幅波形を
崩すことなく高域側へ並行移動する。
、通過帯域の中心周波数ｆＱ付近の減衰特性およびその
位相特性にも影響が及ぶ。第３図は第２図中の中心周波
数ｆＱ付近の減衰特性とその位相特性を模式的に拡大し
て示したものであるが、コンデンサ４を接続することに
より、減衰特性は点線から実線のようにその振幅波形を
崩すことなく高域側へ並行移動する。
なお、このとき位相特性については、前記中心周波数ｆ
Ｏがｆ′に移動することにより位相特性曲線が下側（位
相が小さくなる方向）へずれようとするが、コンデンサ
４はこれとは逆にその遅延作用により上側（位相が大き
くなる方向）にずらすように作用するため、コンデンサ
４の容量値を適当に選択すると、位相特性は全体として
第３図中の点線から実線のように上側（位相が大きくな
る方向）へ並行移動させることができるようになる。こ
の位相を上側へ移動させることのできる性質は、後述す
る位相特性の温度補償において重要な役割を果たす。
Ｏがｆ′に移動することにより位相特性曲線が下側（位
相が小さくなる方向）へずれようとするが、コンデンサ
４はこれとは逆にその遅延作用により上側（位相が大き
くなる方向）にずらすように作用するため、コンデンサ
４の容量値を適当に選択すると、位相特性は全体として
第３図中の点線から実線のように上側（位相が大きくな
る方向）へ並行移動させることができるようになる。こ
の位相を上側へ移動させることのできる性質は、後述す
る位相特性の温度補償において重要な役割を果たす。
上記のようにして、コンデンサ４を並列接続することに
より中心周波数ｆＯがｆ′へ移動し、ｆＯにおける損失
が増加するが、その増加量は僅かである。従って、中心
周波数ｆＯにおける損失が規格内に入るようにコンデン
サ４の値を設定することにより、通過帯域の中心周波数
ｆＱ付近の減衰特性に実際上の悪影響を及ぼすことなく
、第２図のように高域側の減衰特性を改善することがで
きる。
より中心周波数ｆＯがｆ′へ移動し、ｆＯにおける損失
が増加するが、その増加量は僅かである。従って、中心
周波数ｆＯにおける損失が規格内に入るようにコンデン
サ４の値を設定することにより、通過帯域の中心周波数
ｆＱ付近の減衰特性に実際上の悪影響を及ぼすことなく
、第２図のように高域側の減衰特性を改善することがで
きる。
第４図に、コンデンサ４の容量値Ｃを変えた場合の中心
周波数ｆＱ付近の減衰・位相特性の実測図を示す。この
実測例は、圧電結晶振動子２としてＬｉＴａ０＝単結晶
を用い、かつフィルタ１の通過帯域の中心周波数ｆＯを
１．５４４ＭＨｚに設定した場合の例である。第４図か
ら明らかなように、コンデンサ４の容量値Ｃの変化に対
する中心周波数ｆＯの移動は極めて小さいことが理解さ
れよう。
周波数ｆＱ付近の減衰・位相特性の実測図を示す。この
実測例は、圧電結晶振動子２としてＬｉＴａ０＝単結晶
を用い、かつフィルタ１の通過帯域の中心周波数ｆＯを
１．５４４ＭＨｚに設定した場合の例である。第４図か
ら明らかなように、コンデンサ４の容量値Ｃの変化に対
する中心周波数ｆＯの移動は極めて小さいことが理解さ
れよう。
次に、温度変化に対する位相特性の改善について述べる
。
。
圧電結晶振動子２の温度−共振周波数特性の温度係数が
正（例えば、第７図に示す特性）のとき、この圧電結晶
振動子２の温度が変化した場合のフィルタ１の中心周波
数ｆＱ付近の位相特性および減衰特性の変化状態を第５
図に示す。例えば、周囲温度ＴがＴ＝２５℃からＴ＝７
０℃に変化すると、中心周波数ｆＯにおける位相はθ０
から０１に変化し、圧電結晶振動子２の温度の上昇によ
って位相が小さくなるように変化する。
正（例えば、第７図に示す特性）のとき、この圧電結晶
振動子２の温度が変化した場合のフィルタ１の中心周波
数ｆＱ付近の位相特性および減衰特性の変化状態を第５
図に示す。例えば、周囲温度ＴがＴ＝２５℃からＴ＝７
０℃に変化すると、中心周波数ｆＯにおける位相はθ０
から０１に変化し、圧電結晶振動子２の温度の上昇によ
って位相が小さくなるように変化する。
他方、前述したように、本発明のようにコンデンサ４を
出力端子間に並列接続した場合、該コンデンサ４の容量
値を適当に設定すると、位相特性は上側（位相が大きく
なる方向）へずれるようになる。即ち、第６図に模式的
に示すように、コンデンサ４の容量値ＣをＣ１，Ｃ２，
Ｃ３（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３”）と大きくしていくと、位相
特性は上側へ移動し、中心周波数ｆＯにおける位相はθ
０から０１′、０２′と大きくなっていく。このことか
ら明らかなように、周囲温度が上昇するときコンデンサ
４の容量値Ｃがこれに従って増加するように設計すれば
、温度に対するコンデンサ４の作用と圧電結晶振動子２
０作用が反対方向となり、両者の位相変化が相殺され、
温度変化に対する位相特性の変動を低減できることが理
解される。
出力端子間に並列接続した場合、該コンデンサ４の容量
値を適当に設定すると、位相特性は上側（位相が大きく
なる方向）へずれるようになる。即ち、第６図に模式的
に示すように、コンデンサ４の容量値ＣをＣ１，Ｃ２，
Ｃ３（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３”）と大きくしていくと、位相
特性は上側へ移動し、中心周波数ｆＯにおける位相はθ
０から０１′、０２′と大きくなっていく。このことか
ら明らかなように、周囲温度が上昇するときコンデンサ
４の容量値Ｃがこれに従って増加するように設計すれば
、温度に対するコンデンサ４の作用と圧電結晶振動子２
０作用が反対方向となり、両者の位相変化が相殺され、
温度変化に対する位相特性の変動を低減できることが理
解される。
そこで、コンデンサ４の温度−静電容量特性の温度係数
の正負の符号を第８図のように圧電結晶振動子２の温度
係数（第７図）と同じ正（プラス）の符号に設定すれば
、温度の上昇によってコンデンサ４の容量が増加するよ
うになり、前記したようにコンデンサ４による位相変化
と圧電結晶振動子２による位相変化が反対方向に作用し
、両者が相殺されてフィルタ１の位相変化を低減可能と
なる。なお、上述例では、圧電結晶振動子２の温度係数
を正にとった場合を例にして説明したが、圧電結晶振動
子２の温度係数が負である場合には、前記コンデンサ４
の温度係数も負に設定すべきことは当然である。
の正負の符号を第８図のように圧電結晶振動子２の温度
係数（第７図）と同じ正（プラス）の符号に設定すれば
、温度の上昇によってコンデンサ４の容量が増加するよ
うになり、前記したようにコンデンサ４による位相変化
と圧電結晶振動子２による位相変化が反対方向に作用し
、両者が相殺されてフィルタ１の位相変化を低減可能と
なる。なお、上述例では、圧電結晶振動子２の温度係数
を正にとった場合を例にして説明したが、圧電結晶振動
子２の温度係数が負である場合には、前記コンデンサ４
の温度係数も負に設定すべきことは当然である。
上記のようにして、コンデンサ４の温度係数の正負の符
号を圧電結晶振動子２の温度係数の符号と同一符号とす
ることにより、周囲温度の変化に対する位相変化を低減
することができ、温度変化に対して極めて安定した位相
特性を実現することができるようになる。
号を圧電結晶振動子２の温度係数の符号と同一符号とす
ることにより、周囲温度の変化に対する位相変化を低減
することができ、温度変化に対して極めて安定した位相
特性を実現することができるようになる。
本発明によれば、以上に説明したように、エレクトロメ
カニカルタイミング抽出フィルタにおける高域側の減衰
特性を改善することができるとともに、温度変化に対す
る位相特性も向上せしめることができ、フィルタの高信
頼化を図り得るという優れた効果を奏する。
カニカルタイミング抽出フィルタにおける高域側の減衰
特性を改善することができるとともに、温度変化に対す
る位相特性も向上せしめることができ、フィルタの高信
頼化を図り得るという優れた効果を奏する。
第１図は本発明になるエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタの原理図、 第２図は本発明によるエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタの減衰特性を示す図、第３図は第２図中の
中心周波数ｆＯ付近の減衰・位相特性を示す図、 第４図は本発明のエレクトロメカニカルタイミング抽出
フィルタの減衰・位相特性の実測図、第５図は圧電結晶
振動子２の温度変動に対する減衰・位相特性を示す図、 第６図はコンデンサ４の温度変動による減衰・位相特性
を示す図、 第７図は圧電結晶振動子２の温度−共振周波数特性を示
す図、 第８図はコンデンサ４の温度−静電容量特性を示す図、 第９図は従来のエレクトロメカニカルタイミング抽出フ
ィルタの構成図、 第１０図はその電気的な等価回路図である。 １・・・エレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタ
、２・・・圧電結晶振動子、３・・・結合容量、４・・
・上記エレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタの
出力端子間に並列接続されたコンデンサ。
抽出フィルタの原理図、 第２図は本発明によるエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタの減衰特性を示す図、第３図は第２図中の
中心周波数ｆＯ付近の減衰・位相特性を示す図、 第４図は本発明のエレクトロメカニカルタイミング抽出
フィルタの減衰・位相特性の実測図、第５図は圧電結晶
振動子２の温度変動に対する減衰・位相特性を示す図、 第６図はコンデンサ４の温度変動による減衰・位相特性
を示す図、 第７図は圧電結晶振動子２の温度−共振周波数特性を示
す図、 第８図はコンデンサ４の温度−静電容量特性を示す図、 第９図は従来のエレクトロメカニカルタイミング抽出フ
ィルタの構成図、 第１０図はその電気的な等価回路図である。 １・・・エレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタ
、２・・・圧電結晶振動子、３・・・結合容量、４・・
・上記エレクトロメカニカルタイミング抽出フィルタの
出力端子間に並列接続されたコンデンサ。
Claims (1)
- 圧電結晶振動子（２、２）と結合容量（３）を用いて
構成した帯域通過形のエレクトロメカニカルタイミング
抽出フィルタ（１）において、上記エレクトロメカニカ
ルタイミング抽出フィルタの出力端子間にコンデンサ（
４）を並列接続するとともに、このコンデンサの温度−
静電容量特性の温度係数の正負の符号を前記圧電結晶振
動子の温度−共振周波数特性の温度係数と同一符号とし
たことを特徴とするエレクトロメカニカルタイミング抽
出フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6410687A JPS63232610A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | エレクトロメカニカルタイミング抽出フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6410687A JPS63232610A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | エレクトロメカニカルタイミング抽出フイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232610A true JPS63232610A (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=13248489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6410687A Pending JPS63232610A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | エレクトロメカニカルタイミング抽出フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63232610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004027833A3 (en) * | 2002-09-23 | 2004-07-15 | Georgia Tech Res Inst | Electrically-coupled micro-electro-mechanical filter systems and methods |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP6410687A patent/JPS63232610A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004027833A3 (en) * | 2002-09-23 | 2004-07-15 | Georgia Tech Res Inst | Electrically-coupled micro-electro-mechanical filter systems and methods |
| US7098757B2 (en) | 2002-09-23 | 2006-08-29 | Georgia Tech Research Corporation | Electrically-coupled micro-electro-mechanical filter systems and methods |
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