WO2004070947A1 - Mit akustischen oberflächenwellen arbeitendes elektronisches bauelement - Google Patents

Mit akustischen oberflächenwellen arbeitendes elektronisches bauelement Download PDF

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WO2004070947A1
WO2004070947A1 PCT/EP2003/014351 EP0314351W WO2004070947A1 WO 2004070947 A1 WO2004070947 A1 WO 2004070947A1 EP 0314351 W EP0314351 W EP 0314351W WO 2004070947 A1 WO2004070947 A1 WO 2004070947A1
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series
converter
track
gate
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Andreas Detlefsen
Peter Kirchhofer
Dietmar Ritter
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Epcos Ag
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    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
    • H03H9/6483—Ladder SAW filters

Definitions

  • The. invention relates to a component working with near-surface acoustic waves, in particular a filter with a network structure, in which resonators are embedded.
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • DMS Double Mode SAW
  • the filters to be used in mobile communication end devices should have the lowest possible insertion loss of the useful signal.
  • the use of modern modulation methods requires that filters used in the transmission or reception path have an increased selection or counterband suppression compared to conventional SAW filters.
  • strain gauge filters are known for.
  • B Interconnection of strain gauge filters with reactance elements, in particular with single-port resonators designed in SAW technology, which are characterized by a low insertion loss.
  • a strain gauge filter is known from DE 198 18 038 A, in which two DMS filters connected in series or in parallel are connected in series with reactance elements on the input or output side.
  • a DMS filter which is connected to a two-port resonator with two acoustically coupled series transducers, the series transducers being connected in series with one of the transducers of the DMS filter.
  • the series branches are the Circuit connected between a symmetrically designed input and a symmetrically designed output.
  • the object of this invention is to provide a component working with surface acoustic waves with a symmetrical and an asymmetrical gate and with a low insertion loss.
  • the invention specifies a component which works with surface acoustic waves and which has a piezoelectric substrate and component structures arranged thereon.
  • the component has a signal line with an asymmetrical first electrical gate (preferably an input gate) and a second electrical gate (preferably an output gate).
  • the component according to the invention comprises a first and a second partial filter, which are connected in series between the first and the second electrical gate.
  • the second gate is preferably symmetrical (balanced), i. H. trained with two signal-carrying connections. It is also possible for the second electrical gate to be asymmetrical (unbalanced, single-ended).
  • the first sub-filter contains a first and a second series converter, which are arranged in an acoustic track and one behind the other or parallel to one another within the signal line, ie. H. are connected in series in the signal line, the first and the second series converter being acoustically coupled to one another.
  • the second sub-filter comprises a strain gauge track which has a first coupling converter and a converter which is terminal in the signal line.
  • the DMS track also has a second coupling converter.
  • each track is delimited on both sides by reflectors.
  • the first and / or the second coupling converter of the strain gauge track is (in each case) connected in series with at least one of the series converters.
  • the second electrical gate is preferably connected to the terminal converter of the strain gauge track.
  • a first, a second and a third acoustic track are provided.
  • the first acoustic track contains at least one transducer (parallel transducer) or a plurality of parallel transducers which are acoustically coupled to one another.
  • the second acoustic track has a first and a second series converter, which are acoustically coupled to one another.
  • the third acoustic track is designed as a strain gauge track and in particular has at least two coupling transducers and at least one terminal transducer, which is preferably arranged between the coupling transducers.
  • the series converter or the parallel converter (s) are connected in a ladder type arrangement in which the series converter (each)
  • Series resonators of the ladder-type arrangement, and the parallel converter or converters in each case form a parallel resonator of the ladder-type arrangement ie are connected in parallel to the signal line against a reference potential (preferably ground).
  • At least one of the series converters is electrically connected to one or more coupling converters of the strain gauge track, that is, for example, connected in series against a reference potential (ground).
  • the signal-carrying connection of the first electrical gate (entrance gate) is connected to the second acoustic track.
  • the second electrical gate (output gate) is connected to the terminal converter of the strain gauge track. It is always the same in all embodiments of the invention possible to interchange the respective assignment of the two electrical gates to input and output.
  • the terminal transducer of the strain gauge track has at least two electrically connected partial transducers which are connected in series between the connections of the second electrical gate.
  • the strain gauge track can have further coupling and / or terminal transducers, the coupling transducers and the terminal transducers being acoustically coupled to one another and at least partially arranged alternately.
  • the component according to the invention is characterized by a low insertion loss compared to conventional strain gauge filters with two strain gauge tracks.
  • the invention specifies a particularly space-saving ladder-type structure which is connected to a strain gauge track, particularly steep flanks of the transfer function and therefore has a high selection.
  • it is possible to achieve a higher or sufficient image frequency suppression than with known electroacoustic components with comparable dimensions of the transducers.
  • FIG. 1 shows a component according to the invention in a schematic representation (FIG. 1 a) and as a corresponding equivalent circuit diagram (FIG. 1 b)
  • Figures lc to 7 show advantageous embodiments of a component according to the invention with a strain gauge track arranged on the output side
  • FIGS. 8 to 11 show advantageous embodiments of a component according to the invention with a strain gauge track arranged on the input side
  • FIG. 1 shows the basic structure of a component according to the invention.
  • the component has a first acoustic track S1, a second acoustic track S2 and a strain gauge track S3, which are electrically connected to one another.
  • the first and the second acoustic tracks form a first sub-filter
  • the third acoustic track forms a second sub-filter.
  • the first track S1 has a parallel converter W1, which is arranged between reflectors R11 and R12.
  • the second acoustic track S2 contains a first series transducer W21 and a second series transducer acoustically coupled to it.
  • the first series converter W21 is connected to the signal-carrying connection P1 of an input gate.
  • the series converters W21 and W22 are each arranged in a series branch of the first and second base members of a ladder-type arrangement, and the parallel converter W1 is arranged in the parallel branch of the ladder-type arrangement.
  • the converters W21, W22 and Wl form a T-member of a ladder-type arrangement known per se.
  • the ladder-type structure thus formed is also electrically connected to coupling converters AW31, AW32 of the DMS track S3.
  • the coupling transducers AW31, AW32 of the DMS track are acoustically coupled to the terminal transducer MW3.
  • the terminal converter MW3 is connected to the connections P21, P22 of an output gate.
  • the exit gate is designed here as a symmetrical electrical gate.
  • the strain gauge track is delimited on both sides by reflectors R31, R32. It is possible that further, preferably acoustically coupled, parallel transducers W1 are provided in the first acoustic track S1, which are arranged (in each case) in parallel branches of the ladder-type arrangement.
  • the second acoustic track S2 can have more than just two series converters, which are preferably acoustically coupled to one another and (in each case) arranged in series branches of the signal line, for example in each case in a series branch of different basic elements of the ladder-type arrangement. It is possible that the series converters mentioned (in each case) are electrically connected in series with the coupling converters AW31, AW32 of the strain gauge track.
  • a further strain gauge track is cascaded with strain gauge track S3. It is also possible for a further acoustic track connected in series in the signal line with acoustically coupled series converters delimited on both sides by reflectors to be arranged on the input side.
  • FIG. 1b shows the equivalent circuit diagram corresponding to the component according to FIG. i
  • the series converters W21 and W22 form a series connection between the entrance gate and the coupling converters AW31, AW32 of the strain gauge track.
  • the first series converter W21 is connected to the entrance gate.
  • the second series resonator which is acoustically coupled to the first series converter W21, is connected on the one hand to the first series converter W21 and on the other hand to the coupling converters AW31, AW32 of the strain gauge track.
  • Figure 2 shows a further advantageous embodiment of the invention.
  • the entrance gate is connected to the parallel converter Wl.
  • the second acoustic track has a first, a second and a third (W21, W22 or W23) series converter.
  • the first series converter W21 of the second acoustic track is electrically connected to the first coupling converter AW31 of the strain gauge track.
  • the third series converter W23 of the second acoustic track is electrically connected to the coupling converter AW32 of the strain gauge track.
  • the signal-carrying connection P1 of the entrance gate is connected to the second series converter W22 of the second acoustic track.
  • the first and third series converters W21, W23 are connected in series with the second series converter W22, the latter two being connected in parallel with one another.
  • FIG. 4 shows a variant of the component according to the invention with the output gate, which is designed as an asymmetrical electrical gate with a signal-carrying connection P2.
  • the signal-carrying connection P1 of the entrance gate can be connected to a reflector R23 arranged between the series transducers W21 and W23 of the second acoustic track.
  • This reflector allows in particular the setting of the acoustic coupling between the series transducers surrounding it.
  • partial converters MW31 or MW32 are used instead of the terminal converter MW3.
  • the partial transducers MW31 and MW32 are connected in series between the connections P21 and P22 of the output gate in such a way that the signals at the connections P21 and P22 are electrically out of phase.
  • the series connection of the partial converters MW31 and MW32 corresponds to a split Transducers, whereby in this variant, compared to the non-split transducer, it is possible to achieve a transducer impedance that is about a factor of 4 higher with the same number of electrode fingers.
  • a reflector is arranged between transducers of the first (or the second) acoustic track lying next to one another. With the reflector arranged between the acoustically coupled transducers, it is possible, for example, to change the acoustic coupling.
  • FIG. 7 shows a reflector R24 between the series converters W21 and W22 and a reflector R25 between the series converters W22 and W23 in the second acoustic track.
  • the reflectors can each have interconnected metal strips. It is also possible that the
  • Metal strips of the respective reflector are not connected to each other.
  • the second sub-filter (the strain gauge track) is arranged on the side of the first gate (entrance gate).
  • the terminal converter MW3 of the strain gauge track is connected in series with the signal line and acoustically coupled with the coupling converters AW31, AW32.
  • the terminal converter MW3 of the DMS track and a series resonator, which comprises a converter W1 and reflectors R11, R12, are connected in series between the signal-carrying connection P1 of the first gate and a reference potential (ground).
  • the first AW31 and the second AW32 coupling converter are connected in series with the first W21 and the second W22 series converter between the first P21 and the second P22 signal-carrying connection of the second electrical gate (output gates) and reference potential (ground) ,
  • the first port P21 of the second port is connected to the first series converter W21 and the second port P22 of the second port is connected to the second series converter W22.
  • a reflector R23 for controlling the acoustic coupling between the two transducers is arranged between the first W21 and the second W22 series transducer.
  • the strain gauge track has two terminal transducers MW31 and MW32 arranged on the input side.
  • the terminal converters MW31 and MW32 are arranged in a series branch of the signal line and connected in parallel to one another.
  • the coupling converters AW31 and AW32 are arranged here side by side between the terminal converters MW31, MW32.
  • the coupling converter AW31, AW32 can e.g. B. be designed as a partial converter of a converter, which are interconnected so that they deliver electrically out-of-phase signals.
  • the converters W21, AW31, AW32 and W22 are connected in series between the first P21 and the second P22 connection of the second port, the first series converter W21 being connected to the first connection P21 and the second series converter W22 being connected to the second connection P22 of the second gate connected.
  • FIG. 11 shows a further advantageous embodiment of the invention.
  • the signal-carrying connection P1 of the first electrical gate is connected to the terminal converter MW31, MW32.
  • the terminal converters MW31, MW32 are connected to a reference potential.
  • the connection of the coupling transducers AW31, AW32 with the series transducers W21, W22 corresponds to the description in FIG. 10.
  • the second electrical gate is connected to a further acoustic track with a first W41 and a second W42 transducer, which are delimited on both sides by reflectors R41, R42. connected.
  • the first connection P21 of the second gate is connected to the first converter W41 and the second connection P22 of the second gate is connected to the second converter W42.
  • the first W41 and the second W42 transducers are acoustically coupled and connected in series.
  • the component according to the invention which has an asymmetrical electrical gate on one side (preferably at the input) and a symmetrical electrical gate on an opposite side (preferably at the output), has the advantage that it fulfills the function of a balun in addition to the function of a filter.
  • This solution is particularly advantageous in the case of mobile radio devices, since the component according to the invention succeeds in eliminating space at the level of the terminal device by omitting a balun (usually designed as a discrete component) or by integrating the balun function in a front-end filter to save and minimize losses.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes elektronisches Bauelement mit einem unsymmetrischen Eingang und einem vorzugsweise symmetrischen Ausgang, mit einer DMS-Spur (DMS = Double Mode Surface Acoustic Wave), die zumindest einen endständigen Wandler und zumindest einen Koppel-Wandler aufweist, und einem Zweitor-Resonator, der zumindest zwei Serien-Wandler aufweist, wobei die Koppel-Wandler der DMS-Spur jeweils mit einem der Wandler des Zweitor-Resonators in Reihe geschaltet sind. Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Verschaltung der Spuren gelingt es insbesondere, eine geringe Einfügedämpfung bei einer hohen Unterdrückung im Sperrbereich eines Bandpassfilters zu erzielen, den Platzbedarf für die Bauelement-Strukturen gering zu halten und ggf. gleichzeitig im Filter die Funktion eines Baluns zu realisieren.

Description

Beschreibung
Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes elektronisches Bauelement
Die. Erfindung betrifft ein mit oberflächennahen akustischen Wellen arbeitendes Bauelement, insbesondere ein Filter mit einer Netzwerkstruktur, in die Resonatoren eingebettet sind.
Im Frontend von Endgeräten mobiler Kommunikation, beispielsweise in Mobiltelefonen, werden als Bandpassfilter im HF-Bereich heute überwiegend SAW-Filter eingesetzt (SAW = Surface Acoustic Wave) . Diese sind im wesentlichen als Reaktanz- oder DMS-Filter ausgebildet (DMS = Double Mode SAW) .
Die in Endgeräten mobiler Kommunikation einzusetzenden Filter sollen eine möglichst geringe Einfügedämpfung des nützlichen Signals aufweisen. Der Einsatz moderner Modulationsverfahren verlangt von im Sende- bzw. Empfangspfad verwendeten Filter eine gegenüber herkömmlichen SAW-Filtern erhöhte Selektion bzw. Gegenbandunterdrückung.
Bekannt sind z. B. Verschaltungen von DMS-Filtern mit Reak- tanzelementen, insbesondere mit in SAW-Technik ausgeführten Eintor-Resonatoren, die sich durch eine geringe Einfügedämpfung auszeichnen. So ist beispielsweise aus der DE 198 18 038 A ein DMS-Filter bekannt, bei dem zwei seriell oder parallel verschaltete DMS-Filter ein- oder ausgangs- seitig mit Reaktanzelementen in Serie verschaltet sind.
Aus der Druckschrift DE 100 07 178 AI ist ein DMS-Filter bekannt, das mit einem Zweitor-Resonator mit zwei akustisch gekoppelten Serien-Wandlern verbunden ist, wobei die Serien- Wandler jeweils mit einem der Wandler des DMS-Filters in Serie verbunden sind. Dabei sind die Serienzweige der Schaltung zwischen einem symmetrisch ausgebildeten Eingang und einem symmetrisch ausgebildeten Ausgang verschaltet.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement mit einem symmetrischen und einem unsymmetrischen Tor und mit einer geringen Einfügedämpfung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung gibt ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement an, das ein piezoelektrisches Substrat und darauf angeordnete Bauelement-Strukturen aufweist. Das
Bauelement weist eine Signalleitung mit einem unsymmetrischen ersten elektrischen Tor (vorzugsweise Eingangstor) und einem zweiten elektrischen Tor (vorzugsweise Ausgangstor) auf. Das erfindungsgemäße Bauelement umfaßt ein erstes und ein zweites Teilfilter, die hintereinander zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Tor geschaltet sind. Das zweite Tor ist vorzugsweise symmetrisch (balanced) , d. h. mit zwei signalführenden Anschlüssen ausgebildet. Möglich ist es auch, daß das zweite elektrische Tor unsymmetrisch (unbalanced, single-ended) ausgebildet ist.
Das erste Teilfilter enthält einen ersten und einen zweiten Serien-Wandler, die in einer akustischen Spur angeordnet und innerhalb der Signalleitung hintereinander oder parallel zueinander, d. h. in der Signalleitung jeweils in Serie geschaltet sind, wobei der erste und der zweite Serien- Wandler miteinander akustisch gekoppelt sind.
Das zweite Teilfilter umfaßt eine DMS-Spur, die einen ersten Koppel-Wandler und einen in dar Signalleitung endständigen Wandler aufweist . In der bevorzugten Variante der Erfindung weist die DMS-Spur zusätzlich einen zweiten Koppel-Wandler auf .
Jede Spur ist in der bevorzugten Variante der Erfindung beidseitig durch Reflektoren begrenzt.
Der erste und/oder der zweite Koppel-Wandler der DMS-Spur ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (jeweils) mit zumindest einem der Serien-Wandler in Reihe geschaltet. Das zweite elektrische Tor ist vorzugsweise an den endständigen Wandler der DMS-Spur angeschlossen.
In der bevorzugten Variante der Erfindung ist eine erste, eine zweite und eine dritte akustische Spur vorgesehen. Die erste akustische Spur enthält zumindest einen Wandler (Parallel-Wandler) oder mehrere Parallel-Wandler, die miteinander akustisch gekoppelt sind. Die zweite akustische Spur weist einen ersten und einen zweiten Serien-Wandler auf, die miteinander akustisch gekoppelt sind. Die dritte akustische Spur ist als DMS-Spur ausgebildet und weist insbesondere zumindest zwei Koppel-Wandler und zumindest einen endständigen Wandler auf, der vorzugsweise zwischen den Koppel-Wandlern angeordnet ist. Die Serien-Wandler bzw. der oder die Parallel-Wandler sind dabei in einer Ladder-Type- Anordnung geschaltet, in der die Serien-Wandler (jeweils)
Serienresonatoren der Ladder-Type-Anordnung, und der oder die Parallel-Wandler jeweils einen Parallelresonator der Ladder- Type-Anordnung bilden, d. h. parallel zu der Signalleitung gegen ein Bezugspotential (vorzugsweise Masse) geschaltet sind. Zumindest einer der Serien-Wandler ist mit einem oder mehreren Koppel-Wandlern der DMS-Spur elektrisch verbunden, d. h. beispielsweise in Reihe gegen ein Bezugspotential (Masse) geschaltet. Der signalführende Anschluß des ersten elektrischen Tors (Eingangstors) ist an die zweite akustische Spur angeschlossen. Das zweite elektrische Tor (Ausgangstor) ist an den endständigen Wandler der DMS-Spur angeschlossen. In allen Ausgestaltungen der Erfindung ist es stets auch möglich, die jeweilige Zuordnung der beiden elektrischen Tore zu Ein- und Ausgang zu vertauschen.
Der endständige Wandler der DMS-Spur weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zumindest zwei miteinander elektrisch verbundene Teilwandler auf, die zwischen den Anschlüssen des zweiten elektrischen Tors in Reihe geschaltet sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die DMS-Spur weitere Koppel- und/oder endständige Wandler aufweisen, wobei die Koppel-Wandler und die endständigen Wandler miteinander akustisch gekoppelt und zumindest teilweise alternierend angeordnet sind. !
Das erfindungsgemäße Bauelement zeichnet sich gegenüber gebräuchlichen DMS-Filtern mit zwei DMS-Spuren durch eine geringe Einfügedämpfung aus. Die Erfindung gibt eine besonders platzsparende Ladder-Type-Struktur an, die mit einer DMS-Spur verbunden ist, besonders steile Flanken der Über- tragungsfunktion und daher eine hohe Selektion aufweis . Es gelingt dabei darüber hinaus, eine höhere bzw. ausreichende Spiegelfrequenzunterdrückung als bei bekannten elektroakustischen Bauelementen mit vergleichbaren Dimensionen der Wandler zu erzielen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen dabei nur der Erläuterung und sind nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet .
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Bauelement in schematischer Darstellung (Figur la) und als entsprechendes Ersatzschaltbild (Figur lb) Figuren lc bis 7 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Bauelements mit einer ausgangsseitig angeordneten DMS-Spur
Figuren 8 bis 11 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Bauelements mit einer eingangsseitig angeordneten DMS-Spur
Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungs- gemäßen Bauelements. Das Bauelement weist eine erste akustische Spur Sl, eine zweite akustische Spur S2 und eine DMS-Spur S3 auf, die miteinander elektrisch verbunden sind. Die erste und die zweite akustische Spuren bilden ein erstes Teilfilter, die dritte akustische Spur bildet ein zweites Teilfilter.
Die erste Spur Sl weist einen Parallel-Wandler Wl auf, der zwischen Reflektoren Rll und R12 angeordnet ist. Die zweite akustische Spur S2 enthält einen ersten Serien-Wandler W21 und einen mit diesem akustisch gekoppelten zweiten Serien-
Wandler W22, die beidseitig am jeweiligen Ende der Spur durch Reflektoren R21 und R22 begrenzt sind. Der erste Serien- Wandler W21 ist an den signalführenden Anschluß Pl eines Eingangstors angeschlossen. Die Serien-Wandler W21 und W22 sind jeweils in einem Serienzweig des ersten und des zweiten Grundgliedes einer Ladder-Type-Anordnung bzw. der Parallel- Wandler Wl ist im Parallelzweig der Ladder-Type-Anordnung angeordnet. Die Wandler W21, W22 und Wl bilden in diesem Ausführungsbeispiel ein T-Glied einer an sich bekannten Ladder-Type-Anordnung. Die so gebildete Ladder-Type-Struktur ist ferner mit Koppel-Wandlern AW31, AW32 der DMS-Spur S3 elektrisch verbunden. Die Koppel-Wandler AW31, AW32 der DMS- Spur sind mit dem endständigen Wandler MW3 akustisch gekoppelt. Der endständige Wandler MW3 ist an die Anschlüsse P21, P22 eines Ausgangstores angeschlossen. Das Ausgangstor ist hier als symmetrisches elektrisches Tor ausgeführt. Die DMS-Spur ist durch Reflektoren R31, R32 beidseitig begrenzt. Es ist möglich, daß in der ersten akustischen Spur Sl weitere, vorzugsweise akustisch miteinander gekoppelte Parallel-Wandler Wl vorgesehen sind, die (jeweils) in Parallelzweigen der Ladder-Type-Anordnung angeordnet sind. Möglich ist es auch, daß die zweite akustische Spur S2 mehr als nur zwei Serien-Wandler aufweist, die vorzugsweise miteinander akustisch gekoppelt und (jeweils) in Serienzweigen der Signalleitung, beispielsweise jeweils in einem Serienzweig verschiedener Grundglieder der Ladder-Type- Anordnung angeordnet sind. Dabei ist es möglich, daß die genannten Serien-Wandler (jeweils) mit den Koppelwandlern AW31, AW32 der DMS-Spur elektrisch in Reihe verbunden sind.
Ferner kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß eine weitere DMS-Spur mit der DMS-Spur S3 kaskadiert ist. Möglich ist es auch, daß eingangsseitig eine weitere, in der Signalleitung in Serie geschaltete akustische Spur mit akustisch miteinander gekoppelten, beidseitig durch Reflektoren begrenzten Serien-Wandlern angeordnet ist.
In Figur lb ist das dem Bauelement gemäß Figur la entsprechendes Ersatzschaltbild dargestellt. i In Figur lc bilden die Serien-Wandler W21 bzw. W22 eine Reihenschaltung zwischen dem Eingangstor und den Koppel- Wandlern AW31, AW32 der DMS-Spur. Der erste Serien-Wandler W21 ist an das Eingangstor angeschlossen. Der zweite, mit dem ersten Serien-Wandler W21 akustisch gekoppelte Serien- Resonator ist einerseits an den ersten Serien-Wandler W21 und andererseits an die Koppel-Wandler AW31, AW32 der DMS-Spur angeschlossen .
Figur 2 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Eingangstor ist hier an den Parallel- Wandler Wl angeschlossen. Dabei ist parallel zum Parallel- Wandler Wl einerseits die Reihenschaltung des zweiten Serien- Wandlers W22 und des ersten Koppel-Wandlers AW31 der DMS-Spur und andererseits die Reihenschaltung des ersten Serien- Wandlers W21 und des zweiten Koppel-Wandlers AW32 der DMS- Spur geschaltet .
In Figur 3 ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Bauelements gezeigt. Die zweite akustische Spur weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten (W21, W22 bzw. W23) Serien-Wandler auf. Der erste Serien-Wandler W21 der zweiten akustischen Spur ist mit dem ersten Koppel-Wandler AW31 der DMS-Spur elektrisch verbunden. Der dritte Serien-Wandler W23 der zweiten akustischen Spur ist mit dem Koppel-Wandler AW32 der DMS-Spur elektrisch verbunden. Der signalführende Anschluß Pl des Eingangstores ist an den zweiten Serien- Wandler W22 der zweiten akustischen Spur angeschlossen. In Serie zum zweiten Serien-Wandler W22 sind erster und dritter Serien-Wandler W21, W23 geschaltet, wobei die beiden letztgenannten zueinander parallel geschaltet sind.
Figur 4 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Bauelements mit dem Ausgangstor, das als unsymmetrisches elektrisches Tor mit einem signalführenden Anschluß P2 ausgeführt ist.
Der signalführende Anschluß Pl des Eingangstores kann wie in Figur 5 gezeigt an einen zwischen den Serien-Wandlern W21 und W23 der zweiten akustischen Spur angeordneten Reflektor R23 angeschlossen sein. Dieser Reflektor erlaubt insbesondere die Einstellung der akustischen Kopplung zwischen den ihn umgebenden Serien-Wandlern.
In dem in Figur 6 gezeigten erfindungsgemäßen Bauelement sind anstelle des endständigen Wandlers MW3 Teilwandler MW31 bzw. MW32 eingesetzt. Die Teilwandler MW31 und MW32 sind in Reihe zwischen den Anschlüssen P21 und P22 des Ausgangstores so geschaltet, daß die Signale an den Anschlüßen P21 und P22 elektrisch gegenphasig sind. Die Reihenschaltung der - Teilwandler MW31 und MW32 entspricht einem aufgespalteten Wandler, wobei es in dieser Variante gegenüber dem nicht aufgespalteten Wandler gelingt, bei der gleichen Anzahl der Elektrodenfinger eine um etwa Faktor 4 höhere Wandler- Impedanz zu erreichen.
In einer Variante ist vorgesehen, daß zwischen nebeneinander liegenden Wandlern der ersten (oder der zweiten) akustischen Spur ein Reflektor angeordnet ist. Mit dem zwischen den akustisch gekoppelten Wandlern angeordneten Reflektor gelingt es beispielsweise, die akustische Kopplung zu verändern. In
Figur 7 ist in der zweiten akustischen Spur ein Reflektor R24 zwischen den Serien-Wandlern W21 und W22 bzw. ein Reflektor R25 zwischen den Serien-Wandlern W22 und W23 angeordnet. Die Reflektoren können jeweils miteinander verbundene Metallstreifen aufweisen. Möglich ist es auch, daß die
Metallstreifen des jeweiligen Reflektors nicht miteinander verbunden sind.
In Figur 8 ist das zweite Teilfilter (die DMS-Spur) auf der Seite des ersten Tores (Eingangstores) angeordnet. Der endständige Wandler MW3 der DMS-Spur ist mit der Signalleitung in Reihe geschaltet und mit den Koppel-Wandlern AW31, AW32 akustisch gekoppelt. Der endständige Wandler MW3 der DMS-Spur und ein Serienresonator, der einen Wandler Wl und Reflektoren Rll, R12 umfaßt, sind in Reihe zwischen dem signal ührenden Anschluß Pl des ersten Tores und einem Bezugspotential (Masse) geschaltet. Der erste AW31 bzw. der zweite AW32 Koppel-Wandler sind mit dem ersten W21 bzw. dem zweiten W22 Serien-Wandler in Reihe zwischen dem ersten P21 bzw. dem zweiten P22 signalführenden Anschluß des zweiten elektrischen Tores (Ausgangstores) und Bezugspotential (Masse) geschaltet. Dabei ist der erste Anschluß P21 des zweiten Tores an den ersten Serien-Wandler W21 und der zweite Anschluß P22 des zweiten Tores an den zweiten Serien-Wandler W22 angeschlossen. In der in Figur 9 gezeigten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements ist zwischen dem ersten W21 und dem zweiten W22 Serien-Wandler ein Reflektor R23 zur Steuerung der akustischen Kopplung zwischen den beiden Wandlern angeordnet.
Im nächsten in Figur 10 schemy.tisch dargestellten
Ausführungsbeispiel weist die DMS-Spur zwei eingangsseitig angeordnete endständige Wandler MW31 und MW32 auf. Die endständigen Wandler MW31 und MW32 sind in einem Serienzweig der Signalleitung angeordnet und parallel zueinander geschaltet. Die Koppel-Wandler AW31 und AW32 sind hier nebeneinander zwischen den endständigen Wandlern MW31, MW32 angeordnet. Die Koppel-Wandler AW31, AW32 können z. B. als Teilwandler eines Wandlers ausgebildet sein, die miteinander so verschaltet sind, daß sie elektrisch gegenphasige Signale liefern. Die Wandler W21, AW31, AW32 und W22 sind hintereinander zwischen dem ersten P21 und dem zweiten P22 Anschluß des zweiten Tores geschaltet, wobei der erste Serien-Wandler W21 an den ersten Anschluß P21 und der zweite Serien-Wandler W22 an den zweiten Anschluß P22 des zweiten Tores angeschlossen.
Figur 11 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der signalführende Anschluß Pl des ersten elektrischen Tores ist an die endständigen Wandler MW31, MW32 angeschlossen. Die endständigen Wandler MW31, MW32 sind andererseits an ein Bezugspotential angeschlossen. Die Verschaltung der Koppelwandler AW31, AW32 mit den Serienwandlern W21, W22 entspricht der Beschreibung der Figur 10. Das zweite elektrische Tor ist an eine weitere akustische Spur mit einem ersten W41 und einem zweiten W42 Wandler, die beidseitig von Reflektoren R41, R42 begrenzt sind, angeschlossen. Der erste Anschluß P21 des zweiten Tors ist dabei an den ersten Wandler W41 bzw. der zweite Anschluß P22 des zweiten Tors an den zweiten Wandler W42 angeschlossen. Der erste W41 und der zweite W42 Wandler sind miteinander akustisch gekoppelt und in Reihe verbunden.
Das erfindungsgemäße Bauelement, das auf einer Seite (vorzugsweise am Eingang) ein unsymmetrisches und auf einer gegenüberliegenden Seite (vorzugsweise am Ausgang) ein symmetrisches elektrisches Tor aufweist, hat den Vorteil, daß es zusätzlich zu der Funktion eines Filters die Funktion eines Baluns erfüllt. Diese Lösung ist von besonderem Vorteil bei Mobilfunkgeräten, da es mit dem erfindungsgemäßen Bauelement gelingt, durch Weglassen eines (meist als diskretes Bauelement ausgeführten) Baluns bzw. durch die Integration der Balun-Funktion in einem Front-End-Filter auf der Ebene des Endgeräts Platz zu sparen und Verluste gering zu halten.
Die Figuren geben die Erfindung nur schematisch wieder, um die Erfindung besser erläutern zu können. Die Darstellungen sind daher nicht maßstabsgetreu und geben auch die äußere geometrische Ausgestaltung nur schematisch wieder. Die
Erfindung ist auch nicht auf die in den Figuren dargestellten Details beschränkt, sondern umfaßt auch die bereits erwähnten Variationsmöglichkeiten, sowie weitere im Rahmen der Ansprüche denkbare Ausführungsformen.

Claims

Patentansprüche
1. Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement, enthaltend ein piezoelektrisches Substrat, auf dem angeordnet sind eine Signalleitung mit einem unsymmetrisch ausgebildeten ersten elektrischen Tor, das einen signalführenden Anschluß (Pl) aufweist, und einem zweiten elektrischen Tor, und - ein erstes und ein zweites Teilfilter, die in Reihe zwischen dem ersten und dem zweiten Tor geschaltet sind,
- wobei das erste Teilfilter einen ersten (W21) und einen zweiten (W22) Serien-Wandler aufweist, die in einer akustischen Spur (S2) angeordnet sind,
- wobei der erste (W21) und der zweite (W22) Serien- Wandler in Serienzweigen der Signalleitung angeordnet ist,
- wobei der erste (W21) und der zweite (W22) Serien- Wandler miteinander akustisch gekoppelt sind,
- wobei das zweite Teilfilter eine DMS-Spur (S3) umfaßt, die einen ersten Koppel-Wandler (AW31) und einen in der Signalleitung endständigen Wandler (MW3) aufweist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die DMS-Spur einen zweiten Koppel-Wandler (AW32) aufweist .
3. Bauelement nach Anspruch 2, bei dem der endständige Wandler (MW3) zwischen den Koppel-Wandlern (AW31, AW32) angeordnet ist.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , bei dem jede Spur beidseitig durch Reflektoren begrenzt ist.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in der akustischen Spur (S2) des ersten Teilfilters weitere Serien-Wandler vorgesehen sind, die in Serienzweigen der Signalleitung angeordnet und mit den Koppel-Wandlern (AW31, AW32) der DMS-Spur elektrisch in Reihe verbunden sind.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in der DMS-Spur weitere Koppel-Wandler und/oder weitere endständige Wandler vorgesehen sind, wobei die Koppel-Wandler und die endständigen Wandler zumindest teilweise abwechselnd angeordnet sind.
7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zwischen den Serien-Wandlern (W21, W22) jeweils ein Reflektor (R23) angeordnet ist.
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das zweite Tor symmetrisch ist und einen ersten (P21) und einen zweiten (P22) Anschluß aufweist.
9. Bauelement nach Anspruch 7|. bei dem zwischen dem ersten (W21) und dem zweiten (W22) Serien-Wandler ein Reflektor (R23) angeordnet ist und bei dem der signalführende Anschluß (Pl) des ersten Tors an diesen Reflektor (R23) angeschlossen ist.
10.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9, bei dem auch das zweite Tor unsymmetrisch ist.
11.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das erste Teilfilter mit dem ersten Tor verbunden ist, bei dem das zweite Tor an den endständigen Wandler (MW3) der DMS-Spur angeschlossen ist, und bei dem der erste (AW31) und/oder der zweite (AW32) Koppel-Wandler der DMS-Spur mit zumindest einem der Serien-Wandler (W21, W22) in Reihe geschaltet ist.
12.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das erste Teilfilter eine mit dem ersten Tor verbundene weitere akustische Spur (Sl) aufweist, die einen Parallel-Wandler (Wl) aufweist, der zwischen Signalleitung und Masse geschaltet ist.
13.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem im ersten Teilfilter mehrere in einer mit dem ersten Tor verbundenen weiteren akustischen Spur (Sl) angeordnete, miteinander akustisch gekoppelte Parallel- Wandler (Wl) vorgesehen sind, die jeweils zwischen Signalleitung und Masse geschaltet sind.
14.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem der endständige Wandler (MW3) der DMS-Spur zumindest zwei elektrisch miteinander verbundene Teilwandler aufweist, die zwischen den Anschlüssen des zweiten Tors in Reihe geschaltet sind.
15.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der signalführende Anschluß (Pl) des ersten Tors an zumindest einen der Serien-Wandler (W21, W22) angeschlossen ist.
16.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem das erste Teilfilter eine weitere akustische Spur aufweist, die zumindest einen Serien-Wandler aufweist, mit dem ersten Tor verbunden und in der Signalleitung angeordnet ist.
17.Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das zweite Teilfilter auf der Seite des ersten Tores angeordnet ist, bei dem der erste Anschluß (P21) des zweiten Tors an den ersten Serien-Wandler (W21) und der zweite Anschluß (P22) des zweiten Tors an den zweiten Serien-Wandler (W22) angeschlossen ist, bei dem der endständige Wandler (MW3) der DMS-Spur in der an das erste Tor (Pl) angeschlossenen Signalleitung angeordnet ist, und bei dem der erste (AW31) Koppel-Wandler der DMS-Spur mit dem ersten Serien-Wandler (W21) in Reihe geschaltet ist, bei dem der zweite (AW32) Koppel-Wandler der DMS-Spur mit dem zweiten Serien-Wandler (W22) in Reihe geschaltet ist.
18.Bauelement nach Anspruch 17, bei dem die DMS-Spur zumindest zwei endständige Wandler (MW31, MW32) aufweist, bei dem der erste (AW31) und der zweite (AW32) Koppel-Wandler der DMS-Spur zwischen den endständigen Wandlern (MW31, MW32) angeordnet sind, bei dem der erste (AW31) und der zweite (AW32) Koppel- Wandler nebeneinander angeordnet und miteinander in Reihe verschaltet sind.
19.Bauelement nach Anspruch 17 oder 18, bei dem zwischen dem ersten Tor und dem endständigen Wandler (MW3 , MW31, MW32) ein Serienresonator geschaltet ist, der einen Wandler (Wl) und diesen beidseitig begrenzende Reflektoren (Rll, R12) aufweist.
20.Bauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das zweite Tor an eine weitere akustische Spur mit einem ersten (W41) und einem zweiten (W42) Wandler, die beidseitig von Reflektoren (R41, R42) begrenzt sind, angeschlossen ist, wobei der erste Anschluß (P21) des zweiten Tors an den ersten Wandler (W41) angeschlossen ist, wobei der zweite Anschluß (P22) des zweiten Tors an den zweiten Wandler (W42) angeschlossen ist, wobei der erste (W41) und der zweite (W42) Wandler miteinander akustisch gekoppelt sind.
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