JPS6243364B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6243364B2 JPS6243364B2 JP7297178A JP7297178A JPS6243364B2 JP S6243364 B2 JPS6243364 B2 JP S6243364B2 JP 7297178 A JP7297178 A JP 7297178A JP 7297178 A JP7297178 A JP 7297178A JP S6243364 B2 JPS6243364 B2 JP S6243364B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- type
- vibrator
- piezoelectric
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
本発明は撮像パラメータ設計梯子型圧電フイル
タに係り圧電振動子の製造上のばらつきによる容
量比の許容値を拡大することを目的とする。 従来、第１図のような梯子型圧電フイルタを設
計する場合、（ここで、A1，Ａnの並列容量の値
はA2……Ａn-1の並列容量の値の1/2である）第
２図に示す逆Ｌ字型基本半区間回路で動抵抗の値
を零とした純リアクタンス回路として考え、圧電
振動子Ａの共振周波数と圧電振動子Ｂの反共振周
波数を、第３図に示す圧電振動子のインピーダン
ス曲線のpにおいて一致させる。 圧電振動子ＡのインピーダンスをＺA、同じく
ＢのそれをＺBとするとＺA＝−ＺBとなる周波数
が遮断周波数であり、また終端インピーダンスは
pにおける影像インピーダンスの値をもつて整
合をとる。さらに所望の減衰量を、前記周波数設
定のもとで、基本半区間回路を多段に接続するこ
とによつて得ている。 一方、保証減衰量を高くとるためには、並列容
量の比ＣOB／ＣOAを大きくとらなければならない
が、それを振動子で実現する場合以下に述べる方
法がとられている。第１図においてＡタイプの振
動子は、回路設計上から定められた容量比γAを
有し、かつ小容量を実現するために、例えば第４
図に示すように、厚肉で、完全に分極された部分
電極の構造となつている。Ｂタイプの振動子は同
様にあらかじめ定められた容量比γBを有しかつ
大容量を実現するために、例えば第５図に示すよ
うに、薄肉で途中分極された全面電極の構造とな
つている。 さらに、回路設計上から、ＡタイプおよびＢタ
イプの振動子の容量比が一方的にフイルタの遮断
周波数に影響を与えるので、所期のフイルタの規
格を満足させるためには製造上から生じる振動子
の容量比のばらつきを極めて小さい値に押えなけ
ればならない。 しかし、圧電材料自体のばらつきをはじめ、第
１図におけるＢタイプの振動子では、エツチング
などの方法により部分電極構造を形成するが部分
電極の寸法のばらつきにより、またＡタイプの振
動子は分極の程度により容量比が大きく変化す
る。 従つて、製造上振動子の容量比のばらつきを極
小に押えることはきわめて困難である。また容量
比のばらつきを考慮に入れず、単にＡタイプ振動
子の共振周波数とＢタイプ振動子の反共振周波数
を合わせただけでフイルタに振動子を組み込んだ
だけでは、通過帯域中にリツプルが生じたり、減
衰域における規格を割つてしまう原因になる。 これに対し本発明に従えば製造上の振動子の容
量比のばらつきを考慮した上で、容量比の異なる
振動子を組み合わせてフイルタに組み込むことに
より、使用可能な容量比の値の範囲を著るしく拡
大することができる。つまり第１図においてp
で周波数合わせをしたA1，A2，……Ａnの振動子
の容量比γA1，γA2，……γAnの平均値を回路設
計における最良の値となるように設定し、同様に
B1，B2，……，Ｂoの容量比γB1，γB2，……γB
ｏの平均値を回路設計における最良の値となるよ
うにして設定する。そして隣接する基本区間相互
間における遮断周波数が急激に変化することをさ
けるため、Ａタイプの振動子A1，A2，……Ａnに
ついて容量比の大きさをγA1＜γA2＜……＜γAn
の順に配列するか、γA1＞γA2＞……＞γAnの順
に配列し、同様にＢタイプの振動子B1，B2，…
…ＢoについてもγB1＜γB2＜……＜γBoの順に
配列するか、γB1＞γB2＞……＞γBoの順に配列
することを特徴とするものである。 しかし本発明に従わないで前記振動子を用い両
端にある振動子A1，Ａnの位置は固定して、A2，
……Ａn-1の振動子およびB1，……Ｂoの振動子に
ついて順序を無視して無作為にフイルタに組みこ
むと通過帯域中にリツプルを生じる。これは隣接
する基本区間相互間において遮断周波数が急激に
変化することによるものである。 次に本発明の一例として中心周波数420KHzで
角板状PZT系圧電磁器から構成した11素子梯子型
フイルタ（第１図においてｍ＝6n＝５の構成）
について説明する。第１図でA1〜A6，B1〜B5の
振動子の共振周波数および反共振周波数、並列容
量、機械的Qmの値を第１表に示す。
タに係り圧電振動子の製造上のばらつきによる容
量比の許容値を拡大することを目的とする。 従来、第１図のような梯子型圧電フイルタを設
計する場合、（ここで、A1，Ａnの並列容量の値
はA2……Ａn-1の並列容量の値の1/2である）第
２図に示す逆Ｌ字型基本半区間回路で動抵抗の値
を零とした純リアクタンス回路として考え、圧電
振動子Ａの共振周波数と圧電振動子Ｂの反共振周
波数を、第３図に示す圧電振動子のインピーダン
ス曲線のpにおいて一致させる。 圧電振動子ＡのインピーダンスをＺA、同じく
ＢのそれをＺBとするとＺA＝−ＺBとなる周波数
が遮断周波数であり、また終端インピーダンスは
pにおける影像インピーダンスの値をもつて整
合をとる。さらに所望の減衰量を、前記周波数設
定のもとで、基本半区間回路を多段に接続するこ
とによつて得ている。 一方、保証減衰量を高くとるためには、並列容
量の比ＣOB／ＣOAを大きくとらなければならない
が、それを振動子で実現する場合以下に述べる方
法がとられている。第１図においてＡタイプの振
動子は、回路設計上から定められた容量比γAを
有し、かつ小容量を実現するために、例えば第４
図に示すように、厚肉で、完全に分極された部分
電極の構造となつている。Ｂタイプの振動子は同
様にあらかじめ定められた容量比γBを有しかつ
大容量を実現するために、例えば第５図に示すよ
うに、薄肉で途中分極された全面電極の構造とな
つている。 さらに、回路設計上から、ＡタイプおよびＢタ
イプの振動子の容量比が一方的にフイルタの遮断
周波数に影響を与えるので、所期のフイルタの規
格を満足させるためには製造上から生じる振動子
の容量比のばらつきを極めて小さい値に押えなけ
ればならない。 しかし、圧電材料自体のばらつきをはじめ、第
１図におけるＢタイプの振動子では、エツチング
などの方法により部分電極構造を形成するが部分
電極の寸法のばらつきにより、またＡタイプの振
動子は分極の程度により容量比が大きく変化す
る。 従つて、製造上振動子の容量比のばらつきを極
小に押えることはきわめて困難である。また容量
比のばらつきを考慮に入れず、単にＡタイプ振動
子の共振周波数とＢタイプ振動子の反共振周波数
を合わせただけでフイルタに振動子を組み込んだ
だけでは、通過帯域中にリツプルが生じたり、減
衰域における規格を割つてしまう原因になる。 これに対し本発明に従えば製造上の振動子の容
量比のばらつきを考慮した上で、容量比の異なる
振動子を組み合わせてフイルタに組み込むことに
より、使用可能な容量比の値の範囲を著るしく拡
大することができる。つまり第１図においてp
で周波数合わせをしたA1，A2，……Ａnの振動子
の容量比γA1，γA2，……γAnの平均値を回路設
計における最良の値となるように設定し、同様に
B1，B2，……，Ｂoの容量比γB1，γB2，……γB
ｏの平均値を回路設計における最良の値となるよ
うにして設定する。そして隣接する基本区間相互
間における遮断周波数が急激に変化することをさ
けるため、Ａタイプの振動子A1，A2，……Ａnに
ついて容量比の大きさをγA1＜γA2＜……＜γAn
の順に配列するか、γA1＞γA2＞……＞γAnの順
に配列し、同様にＢタイプの振動子B1，B2，…
…ＢoについてもγB1＜γB2＜……＜γBoの順に
配列するか、γB1＞γB2＞……＞γBoの順に配列
することを特徴とするものである。 しかし本発明に従わないで前記振動子を用い両
端にある振動子A1，Ａnの位置は固定して、A2，
……Ａn-1の振動子およびB1，……Ｂoの振動子に
ついて順序を無視して無作為にフイルタに組みこ
むと通過帯域中にリツプルを生じる。これは隣接
する基本区間相互間において遮断周波数が急激に
変化することによるものである。 次に本発明の一例として中心周波数420KHzで
角板状PZT系圧電磁器から構成した11素子梯子型
フイルタ（第１図においてｍ＝6n＝５の構成）
について説明する。第１図でA1〜A6，B1〜B5の
振動子の共振周波数および反共振周波数、並列容
量、機械的Qmの値を第１表に示す。
【表】
第１表からＡタイプ振動子について容量比が大
きなものから小さなものに徐々に配列されている
ことがわかる。Ｂタイプ振動子についても同様な
配列になつている。 このときの通過域動作減衰量特性を第６図に実
線で示す。また同図の点線はA1およびA6の振動
子の配置は同じであるが直列に配置される振動子
どうしA2〜A5、並列に配置される振動子B1〜B4
について、その配列を本発明に従わない全くラン
ダムな形で行つたときの通過域特性を示してい
る。（終端抵抗はいずれも2KΩ）。また同図の一
点鎖線は、第２表の諸定数を有する振動子で構成
された影像パラメータフイルタの設計特性（計算
値）である。
きなものから小さなものに徐々に配列されている
ことがわかる。Ｂタイプ振動子についても同様な
配列になつている。 このときの通過域動作減衰量特性を第６図に実
線で示す。また同図の点線はA1およびA6の振動
子の配置は同じであるが直列に配置される振動子
どうしA2〜A5、並列に配置される振動子B1〜B4
について、その配列を本発明に従わない全くラン
ダムな形で行つたときの通過域特性を示してい
る。（終端抵抗はいずれも2KΩ）。また同図の一
点鎖線は、第２表の諸定数を有する振動子で構成
された影像パラメータフイルタの設計特性（計算
値）である。
【表】
以上の実施例から明らかなように、容量比の異
つた振動子を無作為に組み合わせればフイルタの
通過域特性が乱れ大きなリツプルが生ずる。これ
に対して、本発明に従つた配列をとれば、通過域
が乱れずに、第６図で一点鎖線で示した影像パラ
メータフイルタの設計特性と同等の特性を得るこ
とができる。さらに各振動子の容量比のばらつき
をかなりの範囲まで許容することができる。 従つて本発明に従えば、製造上から生じる振動
子の容量比のばらつきのために従来フイルタに組
み込むことができなかつた振動子を組み込み可能
にすることができ、廉価で高性能のフイルタを供
給することに寄与し、その工業的価値は多大であ
る。
つた振動子を無作為に組み合わせればフイルタの
通過域特性が乱れ大きなリツプルが生ずる。これ
に対して、本発明に従つた配列をとれば、通過域
が乱れずに、第６図で一点鎖線で示した影像パラ
メータフイルタの設計特性と同等の特性を得るこ
とができる。さらに各振動子の容量比のばらつき
をかなりの範囲まで許容することができる。 従つて本発明に従えば、製造上から生じる振動
子の容量比のばらつきのために従来フイルタに組
み込むことができなかつた振動子を組み込み可能
にすることができ、廉価で高性能のフイルタを供
給することに寄与し、その工業的価値は多大であ
る。
第１図は、梯子型圧電フイルタの電気的結線図
を示し、A1，A2，A3，……Ａnは直列に配置され
た厚肉小容量圧電振動子、B1，B2，……Ｂoは並
列に配置された薄肉大容量圧電振動子である。第
２図は、梯子型圧電フイルタの逆Ｌ字型基本半区
間等価回路で、ＣOA，ＣOBは並列容量、ＬA，ＬB
は動インダクタンス、ＣA，ＣBは動キヤパシタン
ス、ＲA，ＲBは動抵抗を示す。第３図は、影像パ
ラメータ設計法における振動子のリアクタンス特
性でＺA，ＺBはそれぞれ振動子ＡおよびＢのリア
クタンス特性、100，200は極周波数、１，
２は遮断周波数、pは中心周波数を示す。第
４図は、部分電極で構成された厚肉小容量圧電振
動子を示し、第５図は、全面電極で構成された薄
肉大容量圧電振動子を示す。第６図は梯子型圧電
フイルタの通過域動作減衰量特性を示し、実線は
本発明の構成法によるフイルタの動作減衰量特性
であり、点線は、実線の特性を得た圧電振動子を
用いて配列の仕方をランダムにした場合の動作減
衰量特性であり、また一点鎖線は影像パラメータ
設計法による動作減衰量特性の計算値を示す。
を示し、A1，A2，A3，……Ａnは直列に配置され
た厚肉小容量圧電振動子、B1，B2，……Ｂoは並
列に配置された薄肉大容量圧電振動子である。第
２図は、梯子型圧電フイルタの逆Ｌ字型基本半区
間等価回路で、ＣOA，ＣOBは並列容量、ＬA，ＬB
は動インダクタンス、ＣA，ＣBは動キヤパシタン
ス、ＲA，ＲBは動抵抗を示す。第３図は、影像パ
ラメータ設計法における振動子のリアクタンス特
性でＺA，ＺBはそれぞれ振動子ＡおよびＢのリア
クタンス特性、100，200は極周波数、１，
２は遮断周波数、pは中心周波数を示す。第
４図は、部分電極で構成された厚肉小容量圧電振
動子を示し、第５図は、全面電極で構成された薄
肉大容量圧電振動子を示す。第６図は梯子型圧電
フイルタの通過域動作減衰量特性を示し、実線は
本発明の構成法によるフイルタの動作減衰量特性
であり、点線は、実線の特性を得た圧電振動子を
用いて配列の仕方をランダムにした場合の動作減
衰量特性であり、また一点鎖線は影像パラメータ
設計法による動作減衰量特性の計算値を示す。
Claims (1)
- １ 撮像パラメータ設計梯子型圧電フイルタにお
いて、直列に配置される振動子を入力側から順に
A1，A2，……Ａn，その容量比をそれぞれｙA1，
ｙA2，……ｙAn，また並列に配置される振動子を
B1，B2，……Ｂo，その容量比をそれぞれｙB1，
ｙB2，……ｙBoとし容量比の設定を直列に配置さ
れる振動子についてｙA1＞ｙA2＞……＞ｙAnとし
たときに並列に配置される振動子についてｙB1＞
ｙB2＞……ｙBoとするか、直列に配置される振動
子についてｙA1＜ｙA2＜……＜ｙAnとしたときに
並列に配置される振動子についてｙB1＜ｙB2＜…
…＜ｙBoとして構成することを特徴とする梯子型
圧電フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297178A JPS54163649A (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Ladderrtype piezooelectric filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297178A JPS54163649A (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Ladderrtype piezooelectric filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54163649A JPS54163649A (en) | 1979-12-26 |
| JPS6243364B2 true JPS6243364B2 (ja) | 1987-09-14 |
Family
ID=13504773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7297178A Granted JPS54163649A (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Ladderrtype piezooelectric filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54163649A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69630827T2 (de) * | 1995-01-19 | 2004-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Piezoelektrisches Filter, sein Herstellungsverfahren und Zwischenfrequenzfilter |
| GB0014630D0 (en) * | 2000-06-16 | 2000-08-09 | Koninkl Philips Electronics Nv | Bulk accoustic wave filter |
-
1978
- 1978-06-15 JP JP7297178A patent/JPS54163649A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54163649A (en) | 1979-12-26 |
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