專利名稱：聲表面波諧振器的制作方法
本方面涉及一種用于在例如電視接收機(jī)或錄像機(jī)中的圖象中頻級中形成一個陷波器的聲表面波諧振器，具體地說，涉及一種具有可提供改進(jìn)的傳輸特性的電極結(jié)構(gòu)的聲表面波諧振器。
在一個電視接收機(jī)或錄像機(jī)的圖象中頻級中，陷波器是用于防止對鄰道的差拍干擾。作為一種用于提供這樣一種陷波器的器件，傳統(tǒng)使用

圖1所示的那類聲表面波諧振器1。諧振器1包括一個表面波襯底2。在襯底上有一對梳狀電極3，4，電極3，4分別與端電極6，7相連。多個梳狀電極3的電極指針3a和多個梳狀電極4的電極指針4a互相對插，因此梳狀電極3，4構(gòu)成了一個叉指式傳感器(此后簡稱為ITD)。
在聲表面波諧振器中，通過在端電極6和7上加上一個交流電壓，在指針3a和4a重疊處被激勵出聲表面波，而聲表面波則在垂直于電極指針延伸方向傳播，這種聲表面波的諧振特性如圖2所示。
圖2示出了聲表面波諧振器1的阻抗-頻率特性，從圖2可見，諧振器1的阻抗在諧振頻率fr處有一最小值而在反諧振頻率fa處有一最大值。使諧振器1的諧振頻率與陷波頻率一致而可在陷波頻率處獲得衰減。
圖3是一個顯示采用上述諧振器1的電視接收機(jī)的圖象中頻級的濾波器特性。從圖中可見，在鄰道圖象信號頻率fap和鄰道圖象信號頻率fas有衰減極點(diǎn)。就是說，為了防止對鄰道的差拍干擾，在上述頻率fap和fas處的衰減要使其最大。此鄰道圖象信號頻率fap隨電視廣播標(biāo)準(zhǔn)而不同，例如，在美洲NTSC制中，fap＝39.75兆赫茲，fas＝47.25兆赫茲，而在PAL制中，fap＝31.90兆赫茲，fas＝40.40兆赫茲。
如上所述的諧振器1做得使其在上述鄰道圖象信號頻率處的衰減充分大，就是說，增加在圖3所示的衰減極點(diǎn)處的衰減。
具體地說，聲表面波諧振器1使其諧振點(diǎn)fr與上述鄰道圖象信號頻率fap或鄰道伴音信號頻率fas相一致。然而，在諧振器1中，在諧振器1中，在圖2中用箭頭A標(biāo)示的一個源于橫向?yàn)V波器的波紋出現(xiàn)在諧振點(diǎn)fr和反諧振點(diǎn)fa之間。這個源于橫向型的波紋數(shù)損害了在諧振點(diǎn)以外處的頻率上的信號的傳輸特性。因此，傳統(tǒng)上，諧振器1設(shè)計(jì)得使橫向模波紋盡量小。
此外，比源于橫向型的波紋問題更為嚴(yán)重的是在反諧振點(diǎn)處的衰減量。即，諧振器1的阻抗在反諧振電fa處有一最大值。結(jié)果，當(dāng)諧振點(diǎn)fr做得與陷波頻率一致時，因?yàn)榉粗C振頻率fa是位于要求有平坦度的頻率區(qū)域，因而損害了傳輸特性。
業(yè)已有多種方法用來防止當(dāng)諧振點(diǎn)fr做得與陷波頻率一致時因反諧振點(diǎn)fa和源于橫向型的波紋損害陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性，這些方法包括(1)將一個電阻連接到諧振器1的輸出側(cè)由此壓制由反諧振點(diǎn)fa和源于橫向型的波紋引起的干擾，或(2)做得使諧振器1的輸入側(cè)的電阻較小從而在這個頻率范圍內(nèi)減少聲表面波諧振器的陷波衰減。
例如，在圖4中所示的測量電路，通過將一個電阻8連接到聲表面波諧振器1的輸出端或?qū)⒁粋€電阻9連接到聲表面波諧振器1的輸入端來壓制對陷波頻率高頻側(cè)的傳輸特性的干擾。
在圖4中，參考數(shù)字10是交流電源，11是電壓表。電阻12和15表示測量電路的特性阻抗，電阻13和14用來調(diào)節(jié)加在諧振器1上的電壓和和調(diào)節(jié)輸出電壓，此外，除了這些通常采用的電阻外，還連接了輸出側(cè)電阻8或輸入側(cè)電阻9。
然而，采用輸出側(cè)連接了電阻8的(1)的結(jié)構(gòu)，雖然有可能壓制對傳輸?shù)母蓴_，但是有信號電平下降的問題。此外，采用輸入側(cè)連接電阻9的方法(2)，因?yàn)橄莶ㄐ?yīng)變小，所以就不可能形成足夠有效的衰減的陷波。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例能夠解決上述有關(guān)技術(shù)的問題，并且提供了一種在陷波頻率的高頻側(cè)有良好的傳輸特性而不會降低信號電平或陷波效應(yīng)的聲表面波諧振器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用來形成陷波的聲表面波諧振器，它包括一個表面波襯底和一個至少一個位于表面波襯底上的IDT，其中IDT的電極指針安置得使在阻抗-頻率特性曲線中，在諧振點(diǎn)和反諧振點(diǎn)之間的源于橫向型的波紋落于反諧振點(diǎn)上。
此外，設(shè)計(jì)得使在上述阻抗-頻率特性曲線中源自橫向型的波紋落于反諧振點(diǎn)上，IDT電極指針的重疊寬度最好約在2.8-3.1λ，λ為被激勵的聲表面波的波長。
在重疊寬度加權(quán)的情況下，最大的重疊寬度最好約在2.8-3.1λ的范圍內(nèi)。
傳統(tǒng)上，因?yàn)橹C振點(diǎn)fr和反諧振點(diǎn)fa之間的橫向型波紋干擾傳輸特性，所以用上述描述的傳統(tǒng)方法來減少該波紋。與從相反，在本發(fā)明實(shí)施例中，在反諧振點(diǎn)的傳輸特性的干擾通過移動橫向型波紋出現(xiàn)的頻率位置得到壓抑和使其落于反諧振點(diǎn)上。
在本發(fā)明實(shí)施例中，橫向型波紋出現(xiàn)得到位置是通過調(diào)節(jié)電極指針的重疊寬度進(jìn)行控制的。即，本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，橫向型波紋隨IDT的電極指針的寬度而變，并且基于這一新發(fā)現(xiàn)的知識，在本發(fā)明中，電極指針的重疊寬度這樣確定使橫向型波紋出現(xiàn)在反諧振點(diǎn)上。
此外，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，重疊寬度設(shè)計(jì)在大約2.8-3.1λ，其中λ為在表面波襯底上被激勵的聲表面波的波長。在設(shè)定上述最佳范圍和確定到橫向型波紋可以做得位于反諧振點(diǎn)之后，將重疊寬度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，橫向型波紋可以做得位落在反諧振點(diǎn)。
于是，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，通過調(diào)整IDT的電極指針的重疊寬度，可以使源于橫向型的波紋落在反諧振點(diǎn)，所以就有可能有效地防止在反諧振點(diǎn)附近聲表面波諧振器的傳輸特性的惡化。結(jié)果，就有可能改善在陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性，而且，因?yàn)椴槐匕岩粋€阻尼電阻連接到諧振器的輸入側(cè)或輸出側(cè)，因此信號電平或陷波效應(yīng)也不會降低。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種適用于電視接收機(jī)錄像機(jī)的圖象中頻級的陷波電路的聲表面波(SAW)諧振器。
下面的附圖體現(xiàn)了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但本發(fā)明顯然并不限于這些具體實(shí)施例。
圖1是一個顯示常規(guī)SAW諧振器的平面圖；圖2是一個常規(guī)SAW諧振器的中頻特性圖；圖3是電視接收機(jī)的圖象中頻級的衰減-頻率特性圖；圖4是用來測量輸入側(cè)和輸出側(cè)連接有電阻器的常規(guī)SAW諧振器的特性電路圖；圖5是顯示本發(fā)明最佳實(shí)施例的SAW諧振器的例子的示意平面圖；圖6是顯示圖5中的IDT的細(xì)節(jié)的示意平面圖；圖7是第一SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性圖；圖8是一個第一SAW諧振器的衰減-頻率特性圖；圖9是本發(fā)明的最佳實(shí)施例的第二SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性圖10第二SAW諧振器的衰減-頻率特性圖；圖11是第三SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性圖；圖12是第三SAW諧振器的衰減-頻率特性；圖13是第四SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性；圖14是第四SAW諧振器的衰減-頻率特性；圖15表示在電極指針的重疊寬度和源于橫向型的波紋的頻率及反諧振頻率之間的關(guān)系；以及圖16是電極指針的重疊寬度和頻帶內(nèi)偏移之間的關(guān)系。
下面結(jié)合附圖來解釋本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖5示出了本發(fā)明的SAW諧振器最佳實(shí)施例的示意平面圖。SAW諧振器21包括一個表面波襯底22。表面波襯底22可以采用LiNbo3，LiTao3或石英晶體或類似物或包括諸如鈦酸鹽和鋯酸鹽的壓電陶瓷的壓電陶瓷板。另外，可以通過在例如礬土的絕緣襯底上形成一層Zno或類似物的壓電薄膜制成聲表面波襯底。
梳狀電極23，24位于聲表面波襯底22的上表面并分別電連接到端電極26，27。這些梳狀電極23，24構(gòu)成了一個IDT25。梳狀電極23，24分別有多個電極指針23a，24a。配置得使多個電極指針23A和多個電極指針24a彼此插入排置。
梳狀電極23。24和端電極26，27可以由諸如礬土或Au這樣的任何適合的材料制成。此外，梳狀電極23，24和端電極26，27可以位于聲表面波襯底22的上表面，或當(dāng)采用通過在絕緣襯底上形成壓電薄膜所制成的聲表面波襯底時，梳狀電極23，24和端電極26，27可以位于在絕緣襯底與壓電薄膜之間。
IDT圖6放大顯示了圖5中的包括梳狀電極23，24的IDT。多個梳狀電極23的電極指針232a和24a最好都是等長度。電極指針23a和相鄰電極指針24a的重疊寬度在整個IDT中最好是不變的。即，IDT25最好是一個規(guī)則的IDT，其中多個電極指針23a和24a配置成有一個不變的重疊寬度。
本發(fā)明實(shí)施例特征在于上述重疊寬度，即，在聲表面波的傳播方向X上，相鄰電極指針23a，24a的重疊的寬度是設(shè)定得使在阻抗-頻率特性上的諧振點(diǎn)和反諧振之間的源于橫向型的波紋落于反諧振點(diǎn)上?，F(xiàn)在根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為一個例子來解釋形成NTSC制電視接收機(jī)的圖象中頻級的相鄰頻道圖象信號頻率fap陷波的情形。
在NTSC制電視接收機(jī)的圖象中頻級中，相鄰頻道圖象信號頻率fap是39.75兆赫茲，本頻道伴音信號頻率是41.25兆赫茲，本頻道彩色信號頻率是42.17兆赫茲，本頻道圖象信號頻率是45.75兆赫茲，和鄰頻道伴音信號頻率fas是47.25兆赫茲。因此，要求在從41.25到45.75兆赫茲的范圍內(nèi)有平坦的傳輸特性，和在該頻率范圍內(nèi)的帶內(nèi)衰減偏移必需為1.5分貝以下。
本發(fā)明者制備了四種具有不同電極指針重疊寬度B的SAW諧振器作為具有IDT25的SAW諧振器21并測量了各自的阻抗-頻率特性和衰減-頻率特性。
上述四種SAW諧振器的規(guī)格如下壓電陶瓷聲表面波襯底22，其尺寸為1.07×0.8×0.50毫米，礬土IDT25具有18對電極。
第一種SAW諧振器的電極指針的重疊寬度為2.4λ，第二種2.9λ，第三種3.4λ，第四種為3.8λ。
圖7示出了第一SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性，圖8示出了第一SAW諧振器的衰減-頻率特性。圖9，11，和13示出了第二到第四SAW諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性，而圖10，12，和14示出了第二到第四SAW諧振器的衰減-頻率特性。
在圖8，10，12和14中，實(shí)線Q是用實(shí)線P表示的衰減-頻率特性的放大視圖，表示了是其五倍標(biāo)度時的衰減特性。
如上所述第一至第四SAW諧振動第三陷波頻率設(shè)定在39.75兆赫茲。此時，被激勵的表面波的波長是59.38微米。
從圖7可清楚地看到，在第一SAW諧振器中，在反諧振點(diǎn)fa處的阻抗值的極點(diǎn)壓制得并不太多，因此如可在地圖8清楚地看到，在反諧振點(diǎn)fa附近的衰減要比在反諧振點(diǎn)fa的高頻側(cè)的衰減小。這就是說，在陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性的偏移是相當(dāng)大的。
關(guān)于這方面，在第二SAW諧振器中，如圖9可清楚地看到，在反諧振點(diǎn)fa處的阻抗的最大點(diǎn)受到了壓制，因此如可由圖10清楚地看到，在陷波頻率的高頻側(cè)的衰減大致上是平坦的。
此外，如從圖11至14可看到，在第三和第四SAW諧振器中，用箭頭A所示的橫向型波紋出現(xiàn)在靠近反諧振點(diǎn)處但與反諧振點(diǎn)相分離，因而在本頻道伴音信號頻率(＝41.25兆赫茲，以箭頭B表示)附近的衰減比較高頻率處大，并如圖12和14中箭頭Y和Z所示也發(fā)生了在反諧振點(diǎn)附近處的傳輸特性的干擾。
因此，如圖7至14所示，通過調(diào)節(jié)電極重疊寬度可以使陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性平坦和移動橫向型波紋發(fā)生的位置。
相應(yīng)地，本發(fā)明作了如下實(shí)驗(yàn)他們更細(xì)地改變SAW存貯器的電極指針的寬度以便發(fā)現(xiàn)，在電極指針為多少寬度時，可以使橫向型波紋落在反諧振點(diǎn)上并實(shí)現(xiàn)陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性平坦。在圖15和16示出了上述結(jié)果。
圖15用符號“+”示出了在電極重疊寬度與源自橫向型波紋處頻率之比之間的關(guān)系。在圖15中，刻度1.0表示橫向型波紋精確地與反諧振點(diǎn)一致的情形。如圖5所示，在約為2.9λ的重疊寬度給出的比率為1。圖16示出了在電極的重疊刻度和頻帶內(nèi)偏移之間的關(guān)系，即在用作本頻道圖象信號頻率，本頻道彩色信號頻率及本頻道伴音信號頻率的頻帶內(nèi)的衰減的最大值和最小值之差。
如上所述，頻帶內(nèi)偏移要求小于2.0分貝。由圖6可見，要使頻帶內(nèi)偏移小于2.0分貝，電極指針的重疊寬度一定要做減約2.8-3.1λ。此外，如圖15所示，重疊寬度2.8-3.1λ相應(yīng)于波紋頻率與反諧振頻率之比為0.99-1.1。因此，在上述SAW諧振器中，通過使電極指針的重疊寬度在上述給定的范圍內(nèi)，換言之，通過設(shè)定重疊寬度使得阻抗-頻率特性橫向型波紋落在反諧振點(diǎn)上，就有可能使得頻帶內(nèi)偏移小于2.0分貝，結(jié)果，就有可能使得在用于本頻道的頻帶內(nèi)的傳輸特性在陷波頻率的高頻側(cè)具有改善的傳輸特性。
如上所解釋的，圖9示出了在電極指針重疊寬度設(shè)定為2.9λ時的相位-頻率特性和阻抗-頻率特性。此時，源于橫向型模的波紋頻率大體上等于反諧振頻率。因此，代表反諧振頻率的峰值變成園形并降低了。這意味著在諧振了的阻抗保持不變的同時只有在諧振頻率處的阻抗可減少。于是，在陷波頻率的高頻側(cè)的阻抗-頻率特性曲線可以是平坦的而不會降低信號電平或陷波效應(yīng)。這就是說，在陷波頻率的高頻側(cè)的傳輸特性得到改進(jìn)而不破壞在陷波頻率處的陷波特性。
采用本實(shí)施例的SAW諧振器，不再特別需要在SAW諧振器的輸入側(cè)或輸出側(cè)連接一個阻尼電阻。這樣一來，不至于發(fā)生信號電平降低和陷波效應(yīng)的改變。
雖然已描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但按本發(fā)明的原理的種種改型都落在本發(fā)明所附的權(quán)利要求內(nèi)。因此它們不應(yīng)看成是對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種用來形成陷波頻率的SAW諧振器，它有一個表面波襯底和至少一個形成在表面波襯底上的數(shù)字換能器，數(shù)字換能器包括一對梳狀電極，梳狀電極具有多個電極指針，每對梳狀電極叉指對插，其中數(shù)字換能器的電極指針的重疊寬度做成使得在諧振點(diǎn)和反諧振點(diǎn)之間的橫向型波紋落于阻抗-頻率特性的反諧振點(diǎn)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的SAW諧振器，其中所述的重疊寬度是在約2.8-3.1λ的范圍內(nèi)，λ是在表面波襯底上激勵的聲表面波的波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聲表面波諧振器，其中聲表面波諧振器在諧振點(diǎn)有一最大值，而在反諧振點(diǎn)有一最小值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的聲表面波諧振器，其中諧振點(diǎn)基本上等于電視接收機(jī)的一個鄰道圖象信號頻率和鄰道伴音信號頻率。
全文摘要
用來形成陷波頻率的SAW諧振器有一個表面波襯底和至少一個位于表面波襯底上叉指式換能器。該換能器包括一對梳狀電極，每個電極具有多個電極指針，每對梳狀電極叉指對插。換能器的電極指針的重疊寬度設(shè)定得使在阻抗-頻率特性中出現(xiàn)在諧振點(diǎn)與反諧振點(diǎn)之間的橫向型波紋落在反諧振點(diǎn)上。
文檔編號H04N5/44GK1134625SQ9610271
公開日1996年10月30日 申請日期1996年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月3日
發(fā)明者諸角和彥, 門田道雄 申請人:株式會社村田制作所