專利名稱：壓電諧振器，以及使用該諧振器的濾波器和調(diào)幅接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種壓電諧振器以及使用這種諧振器的濾波器。本發(fā)明尤其涉及一種在中頻濾波器內(nèi)使用的壓電諧振器，這種中頻濾波器可以使用在例如調(diào)幅(AM)收音機(jī)中。本發(fā)明還涉及一種使用上述諧振器的濾波器和AM接收電路。
參見圖27的透視圖，它示出了已知的壓電諧振器類型的一個(gè)例子，一般用1表示壓電諧振器，它包括制成矩形的扁平的壓電基片2。在壓電基片2的正反表面上形成電極3和4。一個(gè)電極3沿著橫跨凹槽5的基片2的寬度分成兩個(gè)電極部分3a和3b，分開的部分3a和3b分別用作輸入/輸出端6a和6b。另一電極4用作接地電極。
在這種壓電諧振器1中，可以把這兩個(gè)電極部分3a和3b用作輸入/輸出電極來應(yīng)用壓電器件的縱向振動(dòng)模式。圖28和29示出了壓電諧振器1的頻率特性。圖29部分放大了圖28，說明了諧振頻率及其周圍頻率的特性?？梢钥闯觯褂每v向振動(dòng)模式的壓電諧振器可以制得比方形振動(dòng)模式的壓電諧振器更小。
縱向振動(dòng)模式的壓電諧振器可以用于應(yīng)用于例如AM收音機(jī)的中頻濾波器內(nèi)。在AM接收電路中，接收到的信號(hào)與混頻電路內(nèi)本機(jī)振蕩電路輸出的信號(hào)進(jìn)行混頻?；祛l電路的輸出信號(hào)通過中頻濾波器取出中頻信號(hào)。中頻信號(hào)然后在中頻放大電路內(nèi)進(jìn)行放大，再在檢波電路內(nèi)進(jìn)行檢波。接著，檢波得到的信號(hào)在低頻放大電路內(nèi)進(jìn)行放大，輸出放大信號(hào)，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。
然而，如圖30所示，作用于收音機(jī)上的外部撞擊力對(duì)壓電諧振器造成了彎曲。由于這種彎曲，壓電基片的一邊擴(kuò)張，而另一邊收縮，因而，在基片上產(chǎn)生極性相反的電荷。這些電荷作為信號(hào)從輸入/輸出端不利地輸出，它也傳送給收音機(jī)放大器，并最終驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，產(chǎn)生噪聲。
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供一種壓電諧振器，它可以在甚至有機(jī)械撞擊時(shí)仍能防止輸出不想要的信號(hào)，還提供一種使用這種類型的壓電諧振器的濾波器和調(diào)幅接收電路。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供的壓電諧振器包含制成矩形的扁平壓電基片；以及形成在壓電基片兩個(gè)表面上的電極，至少把一個(gè)電極沿壓電基片的寬度分成至少三個(gè)部分，分開的電極的兩個(gè)周邊電極部分相對(duì)于沿壓電基片縱向延伸的中心線彼此對(duì)稱，其中，用分開的電極以及另一個(gè)電極分別形成輸入/輸出端和接地端，把至少分開的電極的兩周邊電極部分連接成用作輸入/輸出端之一。
在上述的壓電諧振器中，至少一個(gè)電極可以這種方式分割，即三個(gè)分開的部分可以與沿壓電基片的縱向延伸的中心線平行，周邊電極部分的總寬度基本上等于分開的中央電極部分的寬度。
另一方面，可以把至少一個(gè)電極以這種方式分割，即三個(gè)分開的部分可以與沿壓電基片的縱向延伸的中心線平行，每個(gè)周邊電極部分的寬度基本上與分開的中央電極部分的寬度相等。
另外，可以在壓電基片的結(jié)點(diǎn)位置上把導(dǎo)電支持件固定到分開的電極上，可以用支持件把分開的電極連接到形成在絕緣基片上的圖形電極上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供的一種濾波器包含多個(gè)與其連接的壓電諧振器，其中，至少在多個(gè)壓電諧振器的末級(jí)使用上述類型的諧振器。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供的一種AM接收電路包含把接收到的信號(hào)與本機(jī)振蕩電路的信號(hào)進(jìn)行混頻的混頻電路；從混頻電路的輸出信號(hào)中取出中頻信號(hào)的中頻濾波器；以及從由中頻濾波器獲得的中頻信號(hào)中檢出聲音信號(hào)的檢波電路，其中把上述壓電諧振器或?yàn)V波器用作中頻濾波器。
在上述的壓電諧振器中，把分開的電極的兩周邊部分彼此連接成用作一個(gè)輸入/輸出端，而把中央部分用作另一個(gè)輸入/輸出端?？梢栽诨臋M向上把電極分成至少三個(gè)部分，從而在基片上產(chǎn)生縱向振動(dòng)?？梢垣@得使用這種縱向振動(dòng)模式的濾波器特性。
如果有外部機(jī)械撞擊作用于該壓電諧振器，基片會(huì)產(chǎn)生彎曲。這樣進(jìn)一步在兩周邊電極部分分別產(chǎn)生極性相反的電荷，還在中央電極部分產(chǎn)生極性相反的電荷。因此，可以把周邊電極部分彼此互連，消除電荷。而且，也可以抵消中央部分產(chǎn)生的極性相反的電荷。另外，選擇適當(dāng)?shù)倪B接方法可以消除在分開的電極的另一些部分產(chǎn)生的極性相反的電荷。
尤其是，可以把至少一個(gè)電極分成三個(gè)部分并與沿縱向基片延伸的中心線平行，周邊電極部分的總寬度可以制成基本上與中央電極部分的寬度相等。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，連接的周邊部分的面積可以與中央部分的面積相等。而且，可以把分開的周邊部分與中央部分用作兩輸入/輸出端，可以把設(shè)置在基片相對(duì)面上的電極用作接地端。因此，一個(gè)輸入/輸出端與接地端之間的電容可以等于另一輸入/輸出端與接地端之間的電容。在周邊部分的總寬度與中央部分寬度之間使用了術(shù)語“基本相等”，是根據(jù)在對(duì)小片進(jìn)行微機(jī)械加工時(shí)對(duì)目標(biāo)值有+-20％和加工精度誤差得到的。
另一方面，可以把至少一個(gè)電極以這種方式分割，即分開的三個(gè)部分可以與沿縱向基片延伸的中心線平行，各周邊部分的寬度基本上等于中央部分的寬度。這樣可以避免出現(xiàn)寬度極小的部分。因此，可以防止把基片切成小片，在對(duì)小片進(jìn)行微機(jī)械加工時(shí)可以避免電極脫落。在各分開的周邊電極部分的寬度與中央部分寬度之間使用了術(shù)語“基本相等”，是根據(jù)在對(duì)小片進(jìn)行微機(jī)械加工時(shí)對(duì)目標(biāo)值有+-20％的加工精度誤差得到的。
而且，在分開的電極上提供導(dǎo)電支持件可以把壓電諧振器附接到其上具有圖形電極的壓電基片上。借助于該支持件，可以使諧振器部分而不是基片的節(jié)點(diǎn)與基片隔開，否則它將限制基片的振動(dòng)。
在使用多個(gè)壓電諧振器的濾波器中，本發(fā)明的壓電諧振器至少適用于多個(gè)諧振器的末級(jí)。因此，可以阻止第一級(jí)諧振器由于外部撞擊產(chǎn)生的噪聲從濾波器中輸出，這是因?yàn)榈谝患?jí)諧振器的信號(hào)頻率與末級(jí)諧振器的諧振頻率不同。
上述壓電諧振器或者濾波器可以用于AM接收電路中使用的中頻濾波器中。因此可以防止由于外部撞擊產(chǎn)生的噪聲的輸出，可以改善亂真響應(yīng)，從而消除不想要的電信號(hào)。
如從上述描述可以清楚地理解的一樣，本發(fā)明提供了下面的諸優(yōu)點(diǎn)。
即使有外部機(jī)械撞擊，仍可以抵消產(chǎn)生的電荷，從而禁止輸出不想要的信號(hào)。尤其是當(dāng)把電極分成三個(gè)部分，周邊部分的總寬度基本等于中央部分的寬度時(shí)，一個(gè)輸入/輸出端與接地端之間的電容可以與另一個(gè)輸入/輸出端與接地端之間的電容相等。因此，可以把兩個(gè)輸入/輸出端的任一個(gè)用作輸入端或者用作輸出端，得到的諧振器特性相同。另一方面，可以把電極分成三個(gè)部分，各周邊部分的寬度制成基本上等于中央部分的寬度。這可以消除寬度極小的部分，從而防止在進(jìn)行微機(jī)械加工時(shí)損壞諧振器。在這種方式中，容易制造這種壓電諧振器。而且，如果用支持件把壓電諧振器附接到其上具有圖形電極的基片上，則壓電諧振器可以自由地振動(dòng)，從而獲得良好的特性。
而且，在使用多個(gè)壓電諧振器的濾波器中，可以把本發(fā)明的壓電諧振器用作多個(gè)諧振器的末級(jí)。因此，可以避免第一級(jí)的諧振器內(nèi)產(chǎn)生的任何噪聲從濾波器中輸出。而且，上述壓電諧振器或?yàn)V波器可以用于AM收音機(jī)中的中頻濾波器，從而減小寬的亂真響應(yīng)。因此可以阻斷輸出不想要的電信號(hào)，減少揚(yáng)聲器的噪聲。
本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述變得更為明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓電諧振器的透視圖；圖2是使用圖1所示壓電諧振器的三端壓電部件的透視圖；圖3是圖2所示壓電部件的分解透視圖；圖4是圖2所示壓電部件內(nèi)使用的壓電諧振器的透視圖；圖5示出了當(dāng)有外部撞擊作用時(shí)圖1所示的壓電諧振器；圖6是圖1所示壓電諧振器的改進(jìn)例子的側(cè)視圖；圖7是圖1所示壓電諧振器的頻率特性圖；圖8是根據(jù)圖7所示特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率部分的特性圖；圖9是圖6所示壓電諧振器的頻率特性圖；圖10是根據(jù)圖9所示特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率部分的特性圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例使用兩個(gè)圖1所示壓電諧振器的濾波器的透視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例使用兩個(gè)圖1所示壓電諧振器的濾波器的分解透視圖；圖13是在末級(jí)使用圖1所示壓電諧振器的濾波器的透視圖；圖14示出了在第一級(jí)使用圖6所示壓電諧振器，在末級(jí)使用圖1所示壓電諧振器的濾波器；圖15是圖11所示濾波器的頻率特性圖；圖16是根據(jù)圖15的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率的頻率及其周圍頻率的特性圖；圖17是圖13所示濾波器的頻率特性圖；圖18是根據(jù)圖17的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率的特性圖；圖19是圖14所示濾波器的頻率特性圖；圖20是根據(jù)圖19的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率的特性圖；圖21是使用兩互連的傳統(tǒng)壓電諧振器的濾波器的頻率特性圖；圖22是根據(jù)圖21的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率的特性圖；圖23是AM接收電路的方框圖，在該接收電路中把本發(fā)明的壓電諧振器或者濾波器用作中頻濾波器；圖24是具有四個(gè)分割電極部分的壓電諧振器的透視圖25是具有五個(gè)分割電極部分的壓電諧振器的透視圖；圖26是對(duì)圖25所示壓電諧振器所用的改進(jìn)連接方法的透視圖；圖27是一例已知類型的壓電諧振器的透視圖；圖28是圖27所示傳統(tǒng)壓電諧振器的頻率特性圖；圖29是根據(jù)圖28的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率的特性圖；圖30示出當(dāng)有外部撞擊作用時(shí)圖27所示的壓電諧振器。
參見圖1，壓電諧振器一般用10表示，它包括制成矩形的扁平壓電基片12。在基片12的正反兩面分別設(shè)置有電極14和16。在一個(gè)電極14上形成有兩個(gè)凹槽18和20，它們沿縱向的基片12延伸。凹槽18和20制成相對(duì)于縱向基片12的中心軸互相對(duì)稱，尤其是在該諧振器10中，把凹槽18和20制成平行于縱向基片12的中心軸。設(shè)置這些凹槽18和20可以把電極14分成三個(gè)電極部分14a、14b和14c。應(yīng)當(dāng)注意，凹槽18和20不是必須平行于中心軸，只要它們相對(duì)于該軸彼此對(duì)稱即可。即，僅僅是電極14周邊上的電極部分14a和14c形成相對(duì)于中心線彼此對(duì)稱是必要的。
在這種諧振器10中，電極16起到接地端的作用。而且，在本實(shí)施例中，有兩個(gè)輸入/輸出端22和24把電極14周邊上的電極部分14a和14c彼此連接成用作一個(gè)輸入/輸出端22，而把電極14中央處的電極部分14b用作另一個(gè)輸入/輸出端24。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，把一個(gè)信號(hào)輸入到一個(gè)輸入/輸出端22，在基片12上產(chǎn)生縱向振動(dòng)，從另一個(gè)輸入/輸出端24輸出對(duì)應(yīng)于諧振頻率的結(jié)果信號(hào)。
如圖2和3所示，上述的壓電諧振器10可以在三端壓電部件內(nèi)使用。壓電部件用30表示，它具有一絕緣基片32。在基片32的第一表面上從縱向基片32兩端到中央形成兩圖形電極34和36，電極34和36彼此相對(duì)。還把電極34和36設(shè)置成從基片32的側(cè)面向第二表面延伸，兩輸入/輸出引線端38和40分別連接到圖形電極34和36。
在絕緣基片32的第一表面上，除了相對(duì)圖形電極34和36之間的間隙形成絕緣層42。然后把壓電諧振器10通過支持件44安裝到電極34和36上。如圖4所示，支持件44由三個(gè)部分46、48和50組成，這三個(gè)部分在縱向基片12的中心處分別附接到電極部分14a、14b和14c上。支持部分46和50固定到周邊電極部分14a和14c上，靠近縱向基片12的第一端，它具有導(dǎo)電部分46b和50a，在基片12的第二端附近具有絕緣部分46b和50b。相反，支持部分48附接到中央電極部分14b上，在靠近縱向基片12的第二端處具有一導(dǎo)電部分48a，在第一端的附近具有絕緣部分48b。因此，周邊電極部分14a和14c以及中央電極部分14b在支持件44的不同部分以基片12的縱向?qū)ā?br> 利用上述結(jié)構(gòu)的支持件44，周邊電極部分14a和14c電連接到一個(gè)圖形電極34上，而中央電極部分14b電連接到另一個(gè)圖形電極36上。因此，電極部分14a和14c電連接到一個(gè)輸入/輸出引線端38上，而電極部分14b電連接到另一個(gè)輸入/輸出引線端40上。
而且，引線52連接到電極16的中央部分，金屬帽54蓋在壓電諧振器10上。因此，用導(dǎo)電膠56可以把引線52與金屬帽54彼此粘接。再者，把接地引線端58連接到金屬帽54上，從而在諧振器10的電極16與接地引線端58之間建立電連接。絕緣層42的設(shè)置把圖形電極34和36與金屬帽54電絕緣。然后把外殼60覆蓋在絕緣基片32和金屬帽54外部。以這種方式可以生產(chǎn)壓電部件30。
在上述的壓電部件30中，諧振器10的中央部分用作節(jié)點(diǎn)，由支持件44支撐，否則會(huì)阻止壓電基片12的縱向振動(dòng)，從而獲得良好的特性。如圖4所示，在諧振器10內(nèi)形成兩凹槽62，它沿基片12的寬度延伸，并位于從縱向基片12的兩端向內(nèi)整個(gè)基片12的長(zhǎng)度的六分之一處。設(shè)置這些凹槽62是為了防止產(chǎn)生三價(jià)高次諧波。
如果外部撞擊作用于該諧振器10，如圖5所示在基片12上可能產(chǎn)生彎曲，它不利地相對(duì)于沿縱向基片12延伸的中心線擴(kuò)張基片12的的一側(cè)，壓縮另一側(cè)。這可以在基片12的擴(kuò)張部分產(chǎn)生正電荷，而在壓縮部分產(chǎn)生負(fù)電荷。然而，因?yàn)橥怆姌O部分14a和14c彼此連接，所以可以消除這些正電荷和負(fù)電荷。而且，在中央電極部分14b，在基片12的中心線各側(cè)產(chǎn)生的極性相反的電荷可以抵消，否則會(huì)使輸入/輸出端22或24輸出外部撞擊產(chǎn)生的不想要的輸出。
另一方面，如圖6所示，可以把設(shè)置在基片12正反兩面的電極14和16分別分成三個(gè)電極部分14a、14b、14c和16a、16b、16c。在這種情況下，電極14的中央電極部分14b可以用作一個(gè)輸入/輸出端22，而周邊電極部分14a和14c可以連接到中央電極部分16b上用于接地。而且，可以把周邊電極部分16a和16c彼此耦連，用作另一個(gè)輸入/輸出端24。在該諧振器10以及圖1所示的諧振器中，由于基片12彎曲在周邊電極部分14a和14c以及在中央電極部分14b中產(chǎn)生的電荷可以抵消。同樣，在周邊電極部分16a和16c以及在中央電極部分16b中產(chǎn)生的電荷也可以抵消。這可以防止輸入/輸出端22或24輸出由于外部撞擊引起的不想要的信號(hào)。
在如上所述結(jié)構(gòu)的壓電諧振器10中，可以減少由于外部撞擊產(chǎn)生的不想要的信號(hào)。因此，把這種諧振器10應(yīng)用于AM收音機(jī)的中頻濾波器，可以減小由于外部撞擊使揚(yáng)聲器產(chǎn)生的噪聲輸出。另外，圖7、8、9和10示出，在上述類型的諧振器10的諧振頻率范圍內(nèi)，衰減幅度基本上等于傳統(tǒng)的壓電諧振器，在諧振器10內(nèi)可以獲得較小的亂真響應(yīng)。圖7和圖8示出了圖1所示的壓電諧振器10的特性，而圖9和圖10示出了圖6所示的諧振器10的特性。圖8和10分別更詳細(xì)地示出了根據(jù)圖6和圖9的特性圖經(jīng)放大的諧振頻率及其周圍頻率的特性。
以下述方式對(duì)上述壓電諧振器10進(jìn)行了評(píng)估測(cè)試。以諧振器10的三個(gè)方向(如圖1所示的坐標(biāo)，即把寬度方向確定為X方向，把縱向方向確定為Y方向，把厚度方向確定為Z方向)施加10G(大至重力加速度的10倍)1kHz的振動(dòng)。測(cè)量在輸出端與接地電極之間輸出的結(jié)果信號(hào)。其結(jié)果如表1所示。
表1
表1顯示本發(fā)明的壓電諧振器10與已知類型的諧振器相比可以實(shí)現(xiàn)減少噪聲。尤其是在X方向上施加的振動(dòng)僅在諧振器10內(nèi)引起0.7mV極微小的噪聲，相反，在傳統(tǒng)的諧振器內(nèi)則產(chǎn)生10.2mV的噪聲。在這種方式中，根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)抗撞擊低噪聲的壓電諧振器10。
在圖1所示的壓電諧振器10中，如果把周邊電極部分14a和14c的總寬度制成等于中央電極部分14b的寬度，則前者的總面積可以等于后者的面積。如上所述，把周邊部分14a和14c彼此相互連接，以用作一個(gè)輸入/輸出端22，而把中央部分14b用作另一輸入/輸出端24。因此，輸入/輸出端22與電極16之間的電容可以與輸入/輸出端24與電極16之間的電容相等。這可以確保把輸入/輸出端22或24中的任何一個(gè)用作輸入端或者輸出端，且諧振器10可以得到相同的特性。因此，當(dāng)把諧振器10應(yīng)用于例如圖2所示的壓電部件30時(shí)，不必確定輸入/輸出端38或40哪個(gè)用作輸入端或輸出端。
另一方面，可以把各周邊電極部分14a和14c的寬度制成基本上與中央電極部分14b的寬度相等，從而消除寬度極小的部分。這可以防止把壓電基片12切成小片，而且可以避免在對(duì)小片進(jìn)行微機(jī)械加工時(shí)電極14脫落。因此，能容易制作壓電諧振器10，且在加工時(shí)保護(hù)壓電諧振器免于受到損壞。
如圖11所示，為了進(jìn)一步開發(fā)本發(fā)明，使用兩個(gè)諧振器10可以生產(chǎn)濾波器。濾波器一般用70表示，它包括例如絕緣基片72。設(shè)置在絕緣基片72上的是輸入圖形電極74、輸出圖形電極76和接地圖形電極78。輸入和輸出圖形電極74和76制在靠近基片72的兩側(cè)彼此平行。接地圖形電極78設(shè)置成處于輸入和輸出圖形電極74和76之間。所有電極74、76和78制成從基片72的一側(cè)向相對(duì)一側(cè)延伸。而且，把用于與外電路連接的外端82設(shè)置在基片72的側(cè)面，分別把上述電極74、76和78連接到這些端子82上。
把兩個(gè)壓電諧振器10放置在接地圖形電極78上，諧振器10的電極16通過諸如導(dǎo)電膠84粘接到接地圖形電極78上。而且，一個(gè)諧振器10的周邊電極部分14a和14c用引線連接到輸入圖形電極74上，而另一個(gè)諧振器10的周邊電極部分14a和14c用引線連接到輸出圖形電極76上。再者，各諧振器10的中央電極部分14b用一引線彼此耦連。然后把一金屬帽86蓋在諧振器10上。
在具有兩級(jí)上述的諧振器10的濾波器70中，以及在單諧振器10中，借助類似于對(duì)諧振器10所起的作用可以禁止輸出由于外部撞擊產(chǎn)生的不想要的信號(hào)。
另一方面，可以使用如圖4所示的支持件44，這樣可以把壓電諧振器10安裝到絕緣基片72上。在這種情況下，如圖12所示，形成的輸入和輸出圖形電極74和76從基片72的兩邊向中央延伸。而且，公共電極88設(shè)置成相對(duì)于輸入和輸出圖形電極74和76。從基片72的一邊到其相對(duì)的一邊形成接地圖形電極78。
然后，把一個(gè)壓電諧振器10通過支持件44安裝在輸入圖形電極74與公共電極88之間，而另一壓電諧振器10通過另一支持件44固定在輸出圖形電極76與公共電極88之間。這可以通過公共電極88分別把兩諧振器10的中央電極部分14b，也可以把諧振器10的周邊電極部分14a和14c連接到輸入和輸出圖形電極74和76上。而且，用引線把各諧振器10的電極16連接到接地圖形電極78上。然后把金屬帽86跨過絕緣層90蓋在基片72上。在上述的濾波器70中，作為節(jié)點(diǎn)的諧振器10的中央部分可以用支持件44來支撐，而諧振器10的其它部分與基片72隔開，否則將影響諧振器10的縱向振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)良好的特性。
如圖13所示，上述的濾波器70還可以改進(jìn)，可以把傳統(tǒng)壓電諧振器1用在第一級(jí)，把本發(fā)明的諧振器10僅用于末級(jí)。在這種類型的濾波器70中，即使第一級(jí)的諧振器1輸出由于外部撞擊產(chǎn)生的不想要的信號(hào)，但它仍可以防止輸出圖形電極76輸出，這是因?yàn)檫@種信號(hào)的諧振頻率與末級(jí)的諧振器10的諧振頻率不同。因此，使用本發(fā)明的壓電諧振器10可以實(shí)現(xiàn)這樣一種濾波器，即使有外部撞擊，仍可避免輸出不想要的信號(hào)。
另一方面，如圖14所示，還可以下述方式改進(jìn)濾波器70?？梢园言诨?2的正反兩面上具有分開的電極部分的壓電諧振器10用在第一級(jí)，而把僅在基片12的一個(gè)表面具有分開的電極部分的諧振器10用在末級(jí)。在這種類型的濾波器70以及在上述的濾波器中，由于外部撞擊產(chǎn)生的電荷可以抵消，從而阻止輸出不想要的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，圖14所示的兩類諧振器10可以在第一級(jí)和末級(jí)之間簡(jiǎn)單地交換。
為了比較上述濾波器70的特性，測(cè)量其頻率特性。圖15和16圖示了設(shè)置有兩互連的諧振器10的上述濾波器70的頻率特性。圖17和18示出了在輸入端使用諧振器1，在輸出端使用本發(fā)明的諧振器10的濾波器70的頻率特性。而且，圖19和20示出了把在基片的正反兩面都具有分開的電極部分的諧振器10用在輸入端，而把僅在基片的一個(gè)表面具有分開的電極部分的的諧振器10用在輸出端的濾波器70的頻率特性。另外，圖21和22示出了使用兩種傳統(tǒng)類型的互連諧振器的濾波器的特性。這些圖顯示，各濾波器的特性基本上相當(dāng)。
把振動(dòng)施加于上述濾波器以進(jìn)行評(píng)估。使用兩只傳統(tǒng)諧振器的濾波器輸出的信號(hào)的最大值為10.2mV，而至少使用一個(gè)本發(fā)明的諧振器10的濾波器輸出的信號(hào)最大僅為0.7mV。該測(cè)試顯示，用本發(fā)明的壓電諧振器可以實(shí)現(xiàn)抗外部撞擊的濾波器。
實(shí)際上，如圖14所示，使用兩表面上都具有分開的電極14和16的壓電諧振器10，在圖20所示的諧振頻率兩側(cè)產(chǎn)生衰減極，從而得到理想的濾波特性。
為了更進(jìn)一步開發(fā)本發(fā)明，如圖23所示，可以把上述壓電諧振器10或者濾波器70應(yīng)用于AM接收電路。AM接收電路100有一根天線102。天線102連接到混頻電路104，并進(jìn)一步連接到本機(jī)振蕩電路106。在混頻電路104中，把接收到的信號(hào)與來自本機(jī)振蕩電路106的信號(hào)進(jìn)行混頻。混頻電路104耦接到中頻濾波器108上。中頻濾波器108連接到中頻放大電路110，它進(jìn)一步耦連到檢波電路112。檢波電路112連接到低頻放大電路114，后者的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器116?？梢园焉鲜鰤弘娭C振器10或?yàn)V波器70用在AM接收電路100的中頻濾波器108中。
如上所述，在混頻電路104內(nèi)，把接收到的信號(hào)與本機(jī)振蕩電路106的信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)，其頻率為接收到的信號(hào)與本機(jī)振蕩電路106內(nèi)本機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)之間的差值。然后由中頻濾波器108僅取出中頻信號(hào)。在日本，該信號(hào)的頻率定為455kHz。含有主要表示接收到的無線電波的調(diào)制信號(hào)的中頻信號(hào)可以用檢波電路112進(jìn)行檢波，取出調(diào)制信號(hào)。從檢波電路112輸出低頻解調(diào)信號(hào)，然后在低頻放大電路114內(nèi)進(jìn)行放大。由電路114的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器116，使其發(fā)聲。
在如上結(jié)構(gòu)的AM接收電路100的中頻濾波器108中，本發(fā)明的壓電諧振器10或者濾波器70可以用于抑制由于外部撞擊產(chǎn)生的不想要的信號(hào)的輸出，也可以抑制寬的亂真響應(yīng)。因此，可以阻斷該電路100輸出不想要的電信號(hào)，從而減少揚(yáng)聲器116的噪聲。
在上述的壓電諧振器10中，可以采用任意一種分割電極14的方法，都能消除在周邊部分14a和14c內(nèi)產(chǎn)生的極性相反的電荷以及在中央部分14b內(nèi)產(chǎn)生的電荷。即，周邊部分14a和14c的面積彼此相等以及中央部分14b可能產(chǎn)生相反極性的電荷地方具有相同的面積是必要的。這就要求把電極14分成相對(duì)于基片12的中心線彼此對(duì)稱的部分，但分開的部分不必彼此平行。另外，可以不必在電極14上開槽進(jìn)行分割，代之以在扁平基片12的整個(gè)表面上先形成一個(gè)電極，然后，通過諸如蝕刻等方法只產(chǎn)生電極14或者16。
而且，可以把電極14和16分成多于三個(gè)部分，例如四個(gè)或五個(gè)部分。如果如圖24所示把電極14分成四個(gè)部分14a到14d，則可以把周邊電極部分14a和14d連接成用作一個(gè)輸入/輸出端22，而把內(nèi)電極部分14b和14c耦連成用作另一輸入/輸出端24。在這種情況下，僅僅周邊部分14a和14d相對(duì)于沿縱向壓電基片12延伸的中心線彼此對(duì)稱是必要的，內(nèi)電極部分14b和14c不必形成繞中心線彼此對(duì)稱。可以把這些部分14b和14c彼此耦連，以消除由于外部撞擊產(chǎn)生的極性相反的電荷。
如圖25所示，也可以把電極14分成五個(gè)部分14a至14e。在這種變化中，可以把周邊部分14a和14e連接成用作一個(gè)輸入/輸出端22，而把三個(gè)內(nèi)電極部分14b、14c和14d連接成起另一個(gè)輸入/輸出端24的作用。在這種情況下，僅僅周邊部分14a和14e相對(duì)于沿縱向基片12延伸的中心線彼此對(duì)稱是必要的，而內(nèi)電極部分14b、14c和14d不必繞中心線彼此對(duì)稱。連接電極部分14b、14c和14d可以抵消由于外部撞擊產(chǎn)生的極性相反的電荷。
在上述變化中，如圖26所示，可以把周邊部分14a和14e耦連到中央部分14c，作為一個(gè)輸入/輸出端22。剩余的部分14b和14d可以連接成用作另一個(gè)輸入/輸出端24。在這種連接方法中，要求分開的部分相對(duì)于沿縱向基片12延伸的中心線彼此對(duì)稱，以消除由于外部撞擊產(chǎn)生的極性相反的電荷。
在把電極分成多于三個(gè)部分的上述例子中，如果把連接到一個(gè)輸入/輸出端22的電極部分的總面積制成基本等于耦連到另一輸入/輸出端24的電極部分的總面積，則輸入/輸出端22與電極16之間的電容可以與另一端24與電極16之間的電容相同。因此，可以把輸入/輸出端22或24中的任一個(gè)用作輸入端或輸出端，只是得出與諧振器10相同的特性。另外，所有電極部分的寬度相等可以避免產(chǎn)生寬度極小的部分，從而在用小片微機(jī)械加工諧振器10期間防止損壞壓電基片以及電極。
在這種形式中，壓電諧振器10的電極14可以分成多于三個(gè)部分，在這種情況下，可以用適當(dāng)?shù)姆珠_的電極部分連接方法來抵消由于外部撞擊產(chǎn)生的電荷?？梢愿鶕?jù)所選的連接方法使用一種合適的分割方法，即分開的部分是否相對(duì)于中心線彼此對(duì)稱。無論使用何種方法，都要求兩個(gè)周邊部分繞基片12的中心線彼此對(duì)稱。
權(quán)利要求
1.一種壓電諧振器，它包含制成矩形的扁平壓電基片；和形成在所述壓電基片兩個(gè)表面上的電極，至少一個(gè)所述電極沿所述壓電基片的寬度分成至少三個(gè)部分，分開的電極的兩周邊電極部分相對(duì)于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線彼此對(duì)稱，其中，由分開的電極和另一電極分別形成兩輸入/輸出端和接地端，至少把分開的電極的所述兩周邊電極部分連接成用作所述輸入/輸出端之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，至少把一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述周邊電極部分的總寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，至少把一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述各周邊電極部分的寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3之一所述的壓電諧振器，其特征在于，把一導(dǎo)電支持件在所述壓電基片某節(jié)點(diǎn)位置上固定到分開的電極上，所述分開的電極通過所述支持件連接到形成在絕緣基片上的圖形電極。
5.一種濾波器，包含多個(gè)連接到其上的壓電諧振器，其中至少在所述多個(gè)壓電諧振器的末級(jí)內(nèi)設(shè)置有壓電諧振器，所述壓電諧振器包含制成矩形的扁平壓電基片；和形成在所述壓電基片兩個(gè)表面上的電極，至少一個(gè)所述電極沿所述壓電基片的寬度分成至少三個(gè)部分，分開的電極的兩周邊電極部分相對(duì)于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線彼此對(duì)稱，由分開的電極和另一電極分別形成兩輸入/輸出端和接地端，至少把分開的電極的所述兩周邊電極部分連接成用作所述輸入/輸出端之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾波器，其特征在于，至少把末級(jí)壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述周邊電極部分的總寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾波器，其特征在于，至少把末級(jí)壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述各周邊電極部分的寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6和7之一所述的濾波器，其特征在于，把一導(dǎo)電支持件在所述壓電基片某節(jié)點(diǎn)位置上固定到所述末級(jí)壓電諧振器分開的電極上，所述分開的電極通過所述支持件連接到形成在絕緣基片上的圖形電極。
9.一種AM接收電路，包含混頻電路，用于把接收到的信號(hào)與本機(jī)振蕩電路的信號(hào)進(jìn)行混頻；中頻濾波器，用于從所述混頻電路的輸出信號(hào)中取出中頻信號(hào)；和檢波電路，用于從在所述中頻濾波器內(nèi)獲得的中頻信號(hào)中檢出聲音信號(hào)，其中，所述中頻濾波器使用壓電諧振器，它包含制成矩形的扁平壓電基片；和形成在所述壓電基片兩個(gè)表面上的電極，至少把一個(gè)所述電極沿所述壓電基片的寬度分成至少三個(gè)部分，分開的電極的兩周邊電極部分相對(duì)于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線彼此對(duì)稱，由分開的電極和另一電極分別形成兩輸入/輸出端和接地端，至少把分開的電極的所述兩周邊電極部分連接成用作所述輸入/輸出端之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的AM接收電路，其特征在于，至少把所述壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述周邊電極部分的總寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的AM接收電路，其特征在于，至少把所述壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述各周邊電極部分的寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10和11之一所述的AM接收電路，其特征在于，把一導(dǎo)電支持件在所述壓電基片某節(jié)點(diǎn)位置上固定到所述壓電諧振器分開的電極上，所述分開的電極通過所述支持件連接到形成在絕緣基片上的圖形電極。
13.一種AM接收電路，包含混頻電路，用于把接收到的信號(hào)與本機(jī)振蕩電路的信號(hào)進(jìn)行混頻；中頻濾波器，用于從所述混頻電路的輸出信號(hào)中取出中頻信號(hào)；和檢波電路，用于從在所述中頻濾波器內(nèi)獲得的中頻信號(hào)中檢出聲音信號(hào)，其中，所述中頻濾波器使用一種包含多個(gè)連接到其上的壓電諧振器的濾波器，設(shè)置在所述多個(gè)壓電諧振器末級(jí)中的壓電諧振器至少包含制成矩形的扁平壓電基片；和形成在所述壓電基片的兩個(gè)表面上的電極，至少一個(gè)所述電極沿所述壓電基片的寬度分成至少三個(gè)部分，分開的電極的兩周邊電極部分相對(duì)于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線彼此對(duì)稱，由分開的電極和另一電極分別形成兩輸入/輸出端和接地端，至少把分開的電極的所述兩周邊電極部分連接成用作所述輸入/輸出端之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的AM接收電路，其特征在于，至少把末級(jí)壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述周邊電極部分的總寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的AM接收電路，其特征在于，至少把末級(jí)壓電諧振器的一個(gè)所述電極以分開的三個(gè)部分平行于沿所述壓電基片以縱向延伸的中心線的方式劃分，所述各周邊電極部分的寬度基本等于分開的中央電極部分的寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13、14和15之一所述的AM接收電路，其特征在于，把一導(dǎo)電支持件在所述壓電基片某節(jié)點(diǎn)位置上固定到末級(jí)壓電諧振器分開的電極上，所述分開的電極通過所述支持件連接到形成在絕緣基片上的圖形電極。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種壓電諧振器，在該諧振器內(nèi)可以防止輸出由于機(jī)械撞擊產(chǎn)生的不想要的信號(hào)。而且，還揭示了一種使用上述壓電諧振器的濾波器和AM接收電路。壓電諧振器包括制成矩形的扁平基片。在基片兩表面上分別形成第一和第二電極。通過設(shè)置沿縱向基片延伸的凹槽把第一電極分成三個(gè)部分。形成的凹槽使分開的部分相對(duì)于沿縱向基片延伸的中心線彼此對(duì)稱。分開的電極的周邊部分用作一個(gè)輸入/輸出端，而中央部分用作另一輸入/輸出端。上述的壓電諧振器可應(yīng)用于濾波器內(nèi)使用的多個(gè)諧振器的末級(jí)。而且，這種壓電諧振器或?yàn)V波器可應(yīng)用于在AM接收電路內(nèi)使用的中頻濾波器。
文檔編號(hào)H03H9/54GK1160310SQ97102658
公開日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1997年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月22日
發(fā)明者人江誠(chéng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所