KR100190631B1 - 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터 - Google Patents

압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR100190631B1
KR100190631B1 KR1019960045856A KR19960045856A KR100190631B1 KR 100190631 B1 KR100190631 B1 KR 100190631B1 KR 1019960045856 A KR1019960045856 A KR 1019960045856A KR 19960045856 A KR19960045856 A KR 19960045856A KR 100190631 B1 KR100190631 B1 KR 100190631B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resonator
series
resonators
frequency
parallel
Prior art date
Application number
KR1019960045856A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980027162A (ko
Inventor
김종선
Original Assignee
이형도
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이형도, 삼성전기주식회사 filed Critical 이형도
Priority to KR1019960045856A priority Critical patent/KR100190631B1/ko
Publication of KR19980027162A publication Critical patent/KR19980027162A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100190631B1 publication Critical patent/KR100190631B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터에 관한 것으로, 입력단자측에 직렬로 연결된 다수개의 직렬공진자(S1,S2,..,Sn)와, 상기 입력단자측에 병렬로 연결된 다수개의 병렬공진자(P1,P2,..,Pn)로 이루어져 있고, 상기 직렬공진자중에서, 입력단자측에 위치한 제2직렬공진자(S1)의 공진 주파수는 전체 회로의 중심주파수보다크거나 같게 설정되어 있으며, 상기 병렬공진자 중에서 , 출력단자측에 위치한 제n병렬공진자(Pn)의 반공진주파수가 전체회로의 중심주파수보다 작거나 같도록 설정되어 있으며, 사다리형 필터를 구성하는 각각의 직렬공진자와 병렬공진자의 공진주파수와 반공진주파수의 값을 다르게 하여 구성함으로써, 제작된 공진자의 사용가능성을 높이고, 공진자의 수율이 높게 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터에 관한 것이다.

Description

압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
본 발명은 압전(piezo0electric) 세라믹(ceramic)공진자를 이용한 사다리형(ladder)필터(filter)에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 사다리형 필터를 구성하는 각각의 직렬공진자와 병렬공진자의 공진주파수와 반공진 주파수의 값을 다르게 하여 구성함으로써, 제작된 공진자의 사용가능성을 높이고, 공진자의 수율이 높게 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터에 관한 것이다.
압전세라믹은 진동을 전기로, 전기를 진동으로 바꾸어 주는 특수한 기능을 가지고 있는데 , 이러한 기능을 살린 대표적인 것이 공진기(resonator)이다.
상기 공진기는 기ㅔ져ㄱ인 공진으로 전기적인 공진을 발생시켜 공진에 따른 일정한 주파수를 발생시키며, 대부분의 저나제품에 주파수 발생소자로서 사용되고 있다.
그런데, 압전세라믹 공진자는 재료의 특성과, 압전기판의 외형, 그리고 전극의 형태에 의해서 공진주파수와 반공진주파수가 변하게 된다.
압전세라믹 공진자를 제공함에 있어서, 재료의 특성과 압전기판의 외형등에서 피할 수 없는 편자가 발생하고, 이로 인해 제작된 압전세라믹 공진자의 공진주파수와 반공진 주파수에 있어서 산포가 발생하게 되며 특성이 떨어지게 된다.
그에 따라 제조된 공진자들 중에서 폐기되거나 재처리되어 활용하는 공진자들이 많아지게 된다.
그런데, 특성이 다른 압전세라믹을 여러개 사용하여 사다리형으로 접속하면 요망되는 여파특성을 갖는 필터를 구성할 수 있으며, 그러한 사다리형 필터가 많이 사용되고 있다.
상기 사다리형 필터는 입,출력 단자간에 직렬로 접속한 공진자와 병렬로 접속한 공진자를 각각 다수개 배치하여 구성한다.
일반적으로 직렬공진자와 병렬공진자는 그 공진주파수와 반공진 주파수를 일치시킨 공진자를 사용하고 있으며, 공진주파수와 반공진 주파수의 차를 일정하게 하고 있다.
그런데, 상기와 같이 구성하면 여파에 있어서 왜곡이 발생하고 지영ㄴ특성이 발생하며, 파형의 기복이 크게 되어 리플(ripple)이 발생하여 필터의 특성을 악화시키는 문제점이 있다.
따라서, 종래에는 사용되는 직렬 공진자와 병렬공진자의 공진주파수와 반공진주파수를 다르게 함으로써 왜곡률이 양호한 필터를 얻고자 하였다.
그러한 예로써, 대한민국 실용신안 '사다리형 세라믹 필터'(공고번호 94-6975, 공고일자 1994년 10월 7일), 대한민국 실용신안 '사다리형 세라믹필터(공고번호 94-6977, 공고일자 94년 10월 7일)가 제안된 바 있다.
이하에는 종래기술의 사다리형 세라믹 필터를 설명한다.
도1은 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 제1실시예를 적용한 회로도이고,
도2는 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 제1실시예에서의 리액턴스(reactancc)특성도이고,
도3은 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 제1실시예에서의 통과대역폭을 나타낸 특성도이고,
도4는 도3에서 중심주파수 부부의 상세특성도이다.
도1에 도시되어 있듯이, 실시에에 따른 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 구성은, 입력단자측에 직렬로 연결된 3개의 직렬공진자(S10,S20,S30)와, 상기 입력단자측에 병렬로 연결된 3개의 병렬공진자(P10,P20,P30)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 직렬공진자(S10,S20,S30)와 병렬공진자(P10,P20,P30)의 공진주파수와 반공진 주파수의 값은 아래의 표1에 나타난 것과 같이 그 크기가 다르다.
즉, 입력단자측에 가장 가까운 제1직렬공진자(S10)의 공진주파수와 반공진 주파수와의 차를 19킬로헤르츠(kilo hertz)로 하고, 출력 단자측에 가장 가까운 제3병렬공진자(P30)의 공진주파수와 반공진주파수와의 차이를 19.5킬로헤르츠로 하였으며, 그이외의 직렬공진자(S20,S30) 및 병렬공진자(P10,P20)의 공진주파수와 반공진주파수의 차는 그보다 작게 설정하였다.
[표 1]
단위 : KHz
다시말하면, 제 1직렬공진자(S10)의 공진주파수는 다른 직렬공진자(S20,S30)의 공진주파수보다 낮게 설정하고, 반공진주파수는 다른 직렬공진자(S20,S30)보다 더 높게 설정하였다.
그리고, 제3병렬 공진자(P30)도 공진주파수는 다른 병렬공진자(P10,P20)의 공진주파수보다 낮게 설정하고 반공진 주파수는 다른 직렬공진자(P10,P20)보다 더 높게 설정하였다.
상기와 같이 배치한 사다리형 필터의 리액턴스 특성이 제2도에 도시되어 있다.
도2에서 보듯이, 제1직렬공진자(S10)의 주파수 특성과 다른 직렬공진자(S20,S30)의 주파수 특성이 서로 중첩되며, 이에 따라 리플로 되는 파형을 보완하도록 하였다.
그런데, 제3도와 제4도에 도시되어 있는 통과대역폭 특성도에서 보면, 통과대역폭이 일정하지 않고 굴곡이 나타남을 볼 수 있다.
즉, 455 킬로헤르츠를 중심주파수로 할때에, 446 킬로헤르츠 부분과 464킬로헤르츠 부분에서 통과 주파수의 왜곡이 발생하게 되는 문제점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래 기술의 사다리형 세라믹 필터의 제2실시에를 설명하기로한다.
제5는 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 제2실시예에서의 리액턴스 특성도이고,
도6은 종래기술의 사다리형 세라믹 필터의 제2실시예에서의 통과 대역폭을 나타낸 특성도이고,
도7은 도6에서 중심주파수 부분의 상세특성도이다.
종래기술의 제2실시예에 따른 사다리형 세라믹 필터의 구성은 실시예에서와 같으며, 다만 각 공진자의 공진주파수와 반공진주파수 값만 다르게 설정되어 있다.
즉, 입력단자와 출력단자 사이의 직렬공진자(S10,S20,S30)와 병렬공진자(P10,P20,P30)를 배치하는데에 있어서, 공진주파수와 반공진 주파수의 차가 가장 작은 공진자를 중앙에 배치하고,입,출력 단자측에는 공진주파수와 반공진주파수의 차가 가장 큰 공진자를 배치하였다.
아래의 표2에서 보면, 입,출력 단자 사이의 중앙에 이는 제2직렬공진자(S20)와 제2병렬공진자(P20)의 공진주파수와 반공진 주파수의 차는 모두 17킬로헤르츠이고, 입력단자측에 있는 제1직렬공진자(S10)와 출력단자측에 있는 제3병렬공진자(P30)의 공진주파수와 반공진주파수의 차는 모두 19킬로헤르츠이며, 그사이에 있는 제1병렬공진자(P10)와 제3직렬공진자(S30)의 공진주파수와 반공진 주파수의 차는 각각 18.5킬로헤르츠와 18킬로헤르츠이다.
[표 2]
단위 : KHz
도5에 그 회로의 리액턴스 특성이 나타나 있으며, 각각의 직렬공진자의 공진주파수와 반공진주파수가 서로 중첩되고, 또 각각의 병렬공진자의 공진주파수와 반공진주파수가 서로 중첩됨을 알 수 있다.
종래에는 상기와 같이 각각의 공진자를 배열함으로써, 통과대역폭에서의 파형을 일정하게 하여 왜곡을 중이고자 하였다.
그러나, 도6과 도7에서 살펴보면, 이회로 역시 464킬로헤르츠 주변에서 파형에 굴곡이 나타남을 알 수 ㅇㅆ으며, 이 주파수에서의 여파성능이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 사다리형 필터를 구성하는 각각의 직렬공진자와 병렬공진자의 공진주파수와 반공진주파수의 값을 효율적으로 배열함으로써 필터의 통과 대역폭을 일정하게 하여, 제작된 공진자의 사용가능성을 높이고, 공진자의 수율이 높이도록 하는데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 넓은 산포를 갖는 공진자를 조합하여 요망되는 필터 특성을 갖는 사다리형 필터를 구성함으로써, 지금까지는 필터를 구성하는데 사용할 수 없었던 공진자들을 재처리하는 과정이 불필요해지거나 폐기되는 공진자의 수를 줄이는데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 입,출력 단자간에 직렬 및 병렬로 배치된 다수개의 직렬공진자와 병렬공진자로 형성되는 사다리형 압전세라믹 필터에 있어서,
입력단자측 직렬공진자의 공진 주파수가 중심주파수보다 크거나 같도록 설정하고, 출력단자측 병렬공진자의 반공진주파수가 중심주파수보다는 작거나 같도록 설정하여 배치한다.
제1도는 종래 기술의 사다리형 세라믹 필터의 제 1실시예를 적용한 회로도이고,
제2도는 종래 기술의 사다리형 세라믹 필터의 제 1실시예에서의 리액턴스 특성도이고,
제3도는 종래 기술의 사라라형 세라믹 필터의 제 1실시예에서의 통과 대역폭을 나타낸 특성도이고,
제4도는 제3도에서 중심주파수 부분의 상세 특성도이고,
제5도는 종래 기술의 사다리형 세라믹 필터의 제2실시예에서의 리액턴스 특성도이고,
제6도는 종래 기술의 사다리형 세라믹 필터의 제2실시예에서의 통과 대역폭을 나타낸 특성도이고,
제7도는 제6도에서 중심주파수 부분의 상세 특성도이고,
제8도는 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터를 적용한 회로도이고,
제9도는 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터의 리액턴스 특성도이고,
제10도는 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터의 통과 대역폭을 나타낸 특성도이고,
제11도는 제10도에서 중심부파수 부분의 상세특성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터를 적용한 회로도이고,
도9는 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터의 리액턴스 특성도이고,
도10은 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터의 통과 대역폭을 나타낸 특성도이고,
도11은 도10에서 중심주파수 부분의 상세특성도이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터의 구성은, 입력단자측에 직렬로 연결된 다수개의 직렬공진자(S1,S2,..,Sn)와, 상기 입력단자측에 병렬로 연결된 다수개의 병렬공진자(P1,P2,..,Pn)로 이루어져 있다.
상기 직렬공진자중에서, 입력 단자측에 위치한 제1직렬공진자(S1)의 공진 주파수는 전체회로의 중심주파수보다 크거나 같게 설정되어 있다.
그리고, 상기 병렬공진자중에서, 출력단자측에 위치한 제n병렬공진자(Pn)의 반공진주파수는 전체 회로의 중심주파수보다 작거나 같도록 설정되어 있다.
상기 직렬공진자와 병렬공진자의 갯수가 각각 세개라고 할때, 각각의 공진자의 공진주파수 및 반공진 주파수의 값은 아래의 표 3에 나타난 것과 같이 설정하였으며, 이때의 중심주파수는 455킬로헤르츠이다
[표 3]
단위 : KHz
즉, 직렬공진자 중에서 입력단자측에 가장 가깝게 위치한 제1직렬공진자(S1)의 공진 주파수를 456.5킬로헤르츠로 설정하여, 전체 회로의 중심주파수인 455킬로헤르츠보다 크게 하였다.
그리고, 병렬공진자중에서 출력단자측에 가장 가깝게 위치한 제3병렬공진자(P3)의 반공진주파수를 454킬로헤르츠로 설정하여, 전체 ㅚ로의 중심주파수인 455킬로헤르츠보다는 작게 하였다.
도9에서 상기 회로의 리액턴스 특성이 나타나 제 1직렬공진자(S1)의 공진주파수와 반공진, 주파수가 모두 전체회로의 중심주파수인 455킬로헤르츠보다 큰값을 가지고 있음을 알 수 있다.
그리고, 상기 제3병렬공진자(P3)의 공진주파수와 반공진 주파수가 모두 전체 회로의 중심주파수인 455킬로헤르츠보다 작은 값을 가지고 있음을 알 수 있다.
따라서, 도10 및 도11에 도시된 것과 같이, 통과대역폭이 완만하게 나타나고, 464킬로헤르츠부분과 약간의 굴곡이 있기는 하지만, 여파하는데에 있어서 커다란 왜곡이 나타나는 주파수가 없음을 알 수 있다.
상기에서 보는 바와같이, 상기 회로는 455킬로헤르츠의 중심주파수를 갖는 필터로서의 역할을 충실히 수행할 수가 있다.
또한, 제작된 필터의 통과영역에서의 손실과 리플을 줄일 수 있다.
그리고, 상기한 사다리형 필터를 2개 이상 직렬고 연결하여 사용하면 더욱더 충실한 여파를 수행하는 필터 효과를 나타낼 수 있다.
따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명은, 사다리형 필터를 구성하는 각각의 직렬공진자와 병렬공진자의 공진주파수와 반공진 주파수의 값을 효율적으로 배열함으로써 필터의 통과대역폭을 일정하게 하여, 제작된 공진자의 사용가능성을 높이고, 공진자의 수율이 높이는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 넓은 산포를 갖는 공진자를 조합하여 요망되는 필터 특성을 갖는 사다리형 필터를 구성함으로써, 지금까지는 필터를 구성하는데 사용할 수 없었던 공진자들을 재처리하는 과정이 불필요해지거나 폐기되는 공진자의 수를 줄이는효과가 있다.
그에 따라, 본 발명은 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터를 구성하는데 사용할 수 있는 직렬 및 병렬 공진자의 선별범위를 확대할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 입,출력단자간에 직렬 및 병렬로 배치된 각각 다수개의 직렬공진자와 병렬공진자로 형성되는 사다리형 압전세라믹 필터에 있어서,
    입력단자측 직렬공진자의 공진 주파수가 중심주파수보다 크거나 같도록 설정하고,
    출력단자측 병렬공진자의 반공진주파수가 중심주파수보다는 작거나 같도록 설정하여 배치한 것을 특징으로 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
  2. 제1항에 있어서, 상기 직렬공진자 및 병렬공진자의 수가 각각 2개 이상인 것을 특징으로 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
  3. 제1항에 있어서, 상기 직렬공진자와 병렬공진자의 수가 각각 3개인 것을 특징으로하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
  4. 제3항에 있어서, 상기한 직렬공진자 중에서, 입력단자측에 가장 가까운 제1직렬공진자의 반공진 주파수는 456.5 킬로헤르츠로 설정하고,
    가운데에 위치한 제2직렬공진자의 반공진주파수는 455 킬로헤르츠로 설정하고,
    출력단자측에 가까운 제3직렬공진자의 반공진 주파수는 456킬로헤르츠로 설정하는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
  5. 제3항에 있어서, 상기한 병렬공진자중에서, 입력단자측에 가까운 제1병렬 공진자의 공진주파수는 454.5킬로헤르츠로 설정하고,
    가운데에 위치한 제 2병렬공진자의 공진주파수는 454킬로헤르츠로 설정하고,
    출력단자측에 가장 가까운 제3병렬공진자의 공진주파수는 454킬로헤르츠로 설정하는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
KR1019960045856A 1996-10-15 1996-10-15 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터 KR100190631B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960045856A KR100190631B1 (ko) 1996-10-15 1996-10-15 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960045856A KR100190631B1 (ko) 1996-10-15 1996-10-15 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980027162A KR19980027162A (ko) 1998-07-15
KR100190631B1 true KR100190631B1 (ko) 1999-06-01

Family

ID=19477426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960045856A KR100190631B1 (ko) 1996-10-15 1996-10-15 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100190631B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980027162A (ko) 1998-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0177907B1 (ko) 탄성 표면파 필터
KR100290804B1 (ko) 탄성표면파필터
JP4154949B2 (ja) Ｓａｗフィルタ
JP2002300003A (ja) 弾性波フィルタ
US4734664A (en) Surface acoustic wave resonator
JPH1065490A (ja) Ｓａｗ帯域阻止フィルタおよびそれを使用した電子機器
JPH07283688A (ja) 弾性表面波フィルター
KR940006976Y1 (ko) 사다리형 세라믹 필터
JPH03222512A (ja) 有極形ｓａｗ共振器フィルタ
EP1005154B1 (en) Surface acoustic wave filter for improving flatness of a pass band and a method of manufacturing thereof
JPH10150342A (ja) 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法
US6166611A (en) Resonator ladder type surface acoustic wave filter
CN110771040B (zh) 弹性波滤波器装置、复合滤波器装置以及多工器
KR100190631B1 (ko) 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
KR100190617B1 (ko) 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
KR100190630B1 (ko) 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
Onoe Crystal, ceramic, and mechanical filters in Japan
KR100190619B1 (ko) 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
US3944951A (en) Monolithic crystal filter
KR100190618B1 (ko) 압전세라믹 공진자를 이용한 사다리형 필터
JP3402015B2 (ja) 弾性表面波フィルタ
JP3214226B2 (ja) 弾性表面波共振子フィルタ
WO2023080142A1 (ja) フィルタデバイス
JPH1117486A (ja) Ｓａｗフィルタおよびそれを使用した電子機器
JPH04249907A (ja) 弾性表面波フィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040114

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee