专利名称：声表面波谐振器的制作方法
本方面涉及一种用于在例如电视接收机或录像机中的图象中频级中形成一个陷波器的声表面波谐振器，具体地说，涉及一种具有可提供改进的传输特性的电极结构的声表面波谐振器。
在一个电视接收机或录像机的图象中频级中，陷波器是用于防止对邻道的差拍干扰。作为一种用于提供这样一种陷波器的器件，传统使用
图1所示的那类声表面波谐振器1。谐振器1包括一个表面波衬底2。在衬底上有一对梳状电极3，4，电极3，4分别与端电极6，7相连。多个梳状电极3的电极指针3a和多个梳状电极4的电极指针4a互相对插，因此梳状电极3，4构成了一个叉指式传感器(此后简称为ITD)。
在声表面波谐振器中，通过在端电极6和7上加上一个交流电压，在指针3a和4a重叠处被激励出声表面波，而声表面波则在垂直于电极指针延伸方向传播，这种声表面波的谐振特性如图2所示。
图2示出了声表面波谐振器1的阻抗-频率特性，从图2可见，谐振器1的阻抗在谐振频率fr处有一最小值而在反谐振频率fa处有一最大值。使谐振器1的谐振频率与陷波频率一致而可在陷波频率处获得衰减。
图3是一个显示采用上述谐振器1的电视接收机的图象中频级的滤波器特性。从图中可见，在邻道图象信号频率fap和邻道图象信号频率fas有衰减极点。就是说，为了防止对邻道的差拍干扰，在上述频率fap和fas处的衰减要使其最大。此邻道图象信号频率fap随电视广播标准而不同，例如，在美洲NTSC制中，fap＝39.75兆赫兹，fas＝47.25兆赫兹，而在PAL制中，fap＝31.90兆赫兹，fas＝40.40兆赫兹。
如上所述的谐振器1做得使其在上述邻道图象信号频率处的衰减充分大，就是说，增加在图3所示的衰减极点处的衰减。
具体地说，声表面波谐振器1使其谐振点fr与上述邻道图象信号频率fap或邻道伴音信号频率fas相一致。然而，在谐振器1中，在谐振器1中，在图2中用箭头A标示的一个源于横向滤波器的波纹出现在谐振点fr和反谐振点fa之间。这个源于横向型的波纹数损害了在谐振点以外处的频率上的信号的传输特性。因此，传统上，谐振器1设计得使横向模波纹尽量小。
此外，比源于横向型的波纹问题更为严重的是在反谐振点处的衰减量。即，谐振器1的阻抗在反谐振电fa处有一最大值。结果，当谐振点fr做得与陷波频率一致时，因为反谐振频率fa是位于要求有平坦度的频率区域，因而损害了传输特性。
业已有多种方法用来防止当谐振点fr做得与陷波频率一致时因反谐振点fa和源于横向型的波纹损害陷波频率的高频侧的传输特性，这些方法包括(1)将一个电阻连接到谐振器1的输出侧由此压制由反谐振点fa和源于横向型的波纹引起的干扰，或(2)做得使谐振器1的输入侧的电阻较小从而在这个频率范围内减少声表面波谐振器的陷波衰减。
例如，在图4中所示的测量电路，通过将一个电阻8连接到声表面波谐振器1的输出端或将一个电阻9连接到声表面波谐振器1的输入端来压制对陷波频率高频侧的传输特性的干扰。
在图4中，参考数字10是交流电源，11是电压表。电阻12和15表示测量电路的特性阻抗，电阻13和14用来调节加在谐振器1上的电压和和调节输出电压，此外，除了这些通常采用的电阻外，还连接了输出侧电阻8或输入侧电阻9。
然而，采用输出侧连接了电阻8的(1)的结构，虽然有可能压制对传输的干扰，但是有信号电平下降的问题。此外，采用输入侧连接电阻9的方法(2)，因为陷波效应变小，所以就不可能形成足够有效的衰减的陷波。
本发明的最佳实施例能够解决上述有关技术的问题，并且提供了一种在陷波频率的高频侧有良好的传输特性而不会降低信号电平或陷波效应的声表面波谐振器。
根据本发明的实施例，提供了一种用来形成陷波的声表面波谐振器，它包括一个表面波衬底和一个至少一个位于表面波衬底上的IDT，其中IDT的电极指针安置得使在阻抗-频率特性曲线中，在谐振点和反谐振点之间的源于横向型的波纹落于反谐振点上。
此外，设计得使在上述阻抗-频率特性曲线中源自横向型的波纹落于反谐振点上，IDT电极指针的重叠宽度最好约在2.8-3.1λ，λ为被激励的声表面波的波长。
在重叠宽度加权的情况下，最大的重叠宽度最好约在2.8-3.1λ的范围内。
传统上，因为谐振点fr和反谐振点fa之间的横向型波纹干扰传输特性，所以用上述描述的传统方法来减少该波纹。与从相反，在本发明实施例中，在反谐振点的传输特性的干扰通过移动横向型波纹出现的频率位置得到压抑和使其落于反谐振点上。
在本发明实施例中，横向型波纹出现得到位置是通过调节电极指针的重叠宽度进行控制的。即，本发明已经发现，横向型波纹随IDT的电极指针的宽度而变，并且基于这一新发现的知识，在本发明中，电极指针的重叠宽度这样确定使横向型波纹出现在反谐振点上。
此外，在本发明的一个实施例中，重叠宽度设计在大约2.8-3.1λ，其中λ为在表面波衬底上被激励的声表面波的波长。在设定上述最佳范围和确定到横向型波纹可以做得位于反谐振点之后，将重叠宽度设定在上述范围内，横向型波纹可以做得位落在反谐振点。
于是，根据本发明的最佳实施例，通过调整IDT的电极指针的重叠宽度，可以使源于横向型的波纹落在反谐振点，所以就有可能有效地防止在反谐振点附近声表面波谐振器的传输特性的恶化。结果，就有可能改善在陷波频率的高频侧的传输特性，而且，因为不必把一个阻尼电阻连接到谐振器的输入侧或输出侧，因此信号电平或陷波效应也不会降低。
因此，本发明的实施例提供了一种适用于电视接收机录像机的图象中频级的陷波电路的声表面波(SAW)谐振器。
下面的附图体现了本发明的最佳实施例，但本发明显然并不限于这些具体实施例。
图1是一个显示常规SAW谐振器的平面图；图2是一个常规SAW谐振器的中频特性图；图3是电视接收机的图象中频级的衰减-频率特性图；图4是用来测量输入侧和输出侧连接有电阻器的常规SAW谐振器的特性电路图；图5是显示本发明最佳实施例的SAW谐振器的例子的示意平面图；图6是显示图5中的IDT的细节的示意平面图；图7是第一SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性图；图8是一个第一SAW谐振器的衰减-频率特性图；图9是本发明的最佳实施例的第二SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性图10第二SAW谐振器的衰减-频率特性图；图11是第三SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性图；图12是第三SAW谐振器的衰减-频率特性；图13是第四SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性；图14是第四SAW谐振器的衰减-频率特性；图15表示在电极指针的重叠宽度和源于横向型的波纹的频率及反谐振频率之间的关系；以及图16是电极指针的重叠宽度和频带内偏移之间的关系。
下面结合附图来解释本发明的最佳实施例。
图5示出了本发明的SAW谐振器最佳实施例的示意平面图。SAW谐振器21包括一个表面波衬底22。表面波衬底22可以采用LiNbo3，LiTao3或石英晶体或类似物或包括诸如钛酸盐和锆酸盐的压电陶瓷的压电陶瓷板。另外，可以通过在例如矾土的绝缘衬底上形成一层Zno或类似物的压电薄膜制成声表面波衬底。
梳状电极23，24位于声表面波衬底22的上表面并分别电连接到端电极26，27。这些梳状电极23，24构成了一个IDT25。梳状电极23，24分别有多个电极指针23a，24a。配置得使多个电极指针23A和多个电极指针24a彼此插入排置。
梳状电极23。24和端电极26，27可以由诸如矾土或Au这样的任何适合的材料制成。此外，梳状电极23，24和端电极26，27可以位于声表面波衬底22的上表面，或当采用通过在绝缘衬底上形成压电薄膜所制成的声表面波衬底时，梳状电极23，24和端电极26，27可以位于在绝缘衬底与压电薄膜之间。
IDT图6放大显示了图5中的包括梳状电极23，24的IDT。多个梳状电极23的电极指针232a和24a最好都是等长度。电极指针23a和相邻电极指针24a的重叠宽度在整个IDT中最好是不变的。即，IDT25最好是一个规则的IDT，其中多个电极指针23a和24a配置成有一个不变的重叠宽度。
本发明实施例特征在于上述重叠宽度，即，在声表面波的传播方向X上，相邻电极指针23a，24a的重叠的宽度是设定得使在阻抗-频率特性上的谐振点和反谐振之间的源于横向型的波纹落于反谐振点上。现在根据具体的实验结果作为一个例子来解释形成NTSC制电视接收机的图象中频级的相邻频道图象信号频率fap陷波的情形。
在NTSC制电视接收机的图象中频级中，相邻频道图象信号频率fap是39.75兆赫兹，本频道伴音信号频率是41.25兆赫兹，本频道彩色信号频率是42.17兆赫兹，本频道图象信号频率是45.75兆赫兹，和邻频道伴音信号频率fas是47.25兆赫兹。因此，要求在从41.25到45.75兆赫兹的范围内有平坦的传输特性，和在该频率范围内的带内衰减偏移必需为1.5分贝以下。
本发明者制备了四种具有不同电极指针重叠宽度B的SAW谐振器作为具有IDT25的SAW谐振器21并测量了各自的阻抗-频率特性和衰减-频率特性。
上述四种SAW谐振器的规格如下压电陶瓷声表面波衬底22，其尺寸为1.07×0.8×0.50毫米，矾土IDT25具有18对电极。
第一种SAW谐振器的电极指针的重叠宽度为2.4λ，第二种2.9λ，第三种3.4λ，第四种为3.8λ。
图7示出了第一SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性，图8示出了第一SAW谐振器的衰减-频率特性。图9，11，和13示出了第二到第四SAW谐振器的阻抗-频率特性和相位-频率特性，而图10，12，和14示出了第二到第四SAW谐振器的衰减-频率特性。
在图8，10，12和14中，实线Q是用实线P表示的衰减-频率特性的放大视图，表示了是其五倍标度时的衰减特性。
如上所述第一至第四SAW谐振动第三陷波频率设定在39.75兆赫兹。此时，被激励的表面波的波长是59.38微米。
从图7可清楚地看到，在第一SAW谐振器中，在反谐振点fa处的阻抗值的极点压制得并不太多，因此如可在地图8清楚地看到，在反谐振点fa附近的衰减要比在反谐振点fa的高频侧的衰减小。这就是说，在陷波频率的高频侧的传输特性的偏移是相当大的。
关于这方面，在第二SAW谐振器中，如图9可清楚地看到，在反谐振点fa处的阻抗的最大点受到了压制，因此如可由图10清楚地看到，在陷波频率的高频侧的衰减大致上是平坦的。
此外，如从图11至14可看到，在第三和第四SAW谐振器中，用箭头A所示的横向型波纹出现在靠近反谐振点处但与反谐振点相分离，因而在本频道伴音信号频率(＝41.25兆赫兹，以箭头B表示)附近的衰减比较高频率处大，并如图12和14中箭头Y和Z所示也发生了在反谐振点附近处的传输特性的干扰。
因此，如图7至14所示，通过调节电极重叠宽度可以使陷波频率的高频侧的传输特性平坦和移动横向型波纹发生的位置。
相应地，本发明作了如下实验他们更细地改变SAW存贮器的电极指针的宽度以便发现，在电极指针为多少宽度时，可以使横向型波纹落在反谐振点上并实现陷波频率的高频侧的传输特性平坦。在图15和16示出了上述结果。
图15用符号“+”示出了在电极重叠宽度与源自横向型波纹处频率之比之间的关系。在图15中，刻度1.0表示横向型波纹精确地与反谐振点一致的情形。如图5所示，在约为2.9λ的重叠宽度给出的比率为1。图16示出了在电极的重叠刻度和频带内偏移之间的关系，即在用作本频道图象信号频率，本频道彩色信号频率及本频道伴音信号频率的频带内的衰减的最大值和最小值之差。
如上所述，频带内偏移要求小于2.0分贝。由图6可见，要使频带内偏移小于2.0分贝，电极指针的重叠宽度一定要做减约2.8-3.1λ。此外，如图15所示，重叠宽度2.8-3.1λ相应于波纹频率与反谐振频率之比为0.99-1.1。因此，在上述SAW谐振器中，通过使电极指针的重叠宽度在上述给定的范围内，换言之，通过设定重叠宽度使得阻抗-频率特性横向型波纹落在反谐振点上，就有可能使得频带内偏移小于2.0分贝，结果，就有可能使得在用于本频道的频带内的传输特性在陷波频率的高频侧具有改善的传输特性。
如上所解释的，图9示出了在电极指针重叠宽度设定为2.9λ时的相位-频率特性和阻抗-频率特性。此时，源于横向型模的波纹频率大体上等于反谐振频率。因此，代表反谐振频率的峰值变成园形并降低了。这意味着在谐振了的阻抗保持不变的同时只有在谐振频率处的阻抗可减少。于是，在陷波频率的高频侧的阻抗-频率特性曲线可以是平坦的而不会降低信号电平或陷波效应。这就是说，在陷波频率的高频侧的传输特性得到改进而不破坏在陷波频率处的陷波特性。
采用本实施例的SAW谐振器，不再特别需要在SAW谐振器的输入侧或输出侧连接一个阻尼电阻。这样一来，不至于发生信号电平降低和陷波效应的改变。
虽然已描述了本发明的最佳实施例，但按本发明的原理的种种改型都落在本发明所附的权利要求内。因此它们不应看成是对本发明的限制。
权利要求
1.一种用来形成陷波频率的SAW谐振器，它有一个表面波衬底和至少一个形成在表面波衬底上的数字换能器，数字换能器包括一对梳状电极，梳状电极具有多个电极指针，每对梳状电极叉指对插，其中数字换能器的电极指针的重叠宽度做成使得在谐振点和反谐振点之间的横向型波纹落于阻抗-频率特性的反谐振点上。
2.根据权利要求1的SAW谐振器，其中所述的重叠宽度是在约2.8-3.1λ的范围内，λ是在表面波衬底上激励的声表面波的波长。
3.根据权利要求1的声表面波谐振器，其中声表面波谐振器在谐振点有一最大值，而在反谐振点有一最小值。
4.根据权利要求1的声表面波谐振器，其中谐振点基本上等于电视接收机的一个邻道图象信号频率和邻道伴音信号频率。
全文摘要
用来形成陷波频率的SAW谐振器有一个表面波衬底和至少一个位于表面波衬底上叉指式换能器。该换能器包括一对梳状电极，每个电极具有多个电极指针，每对梳状电极叉指对插。换能器的电极指针的重叠宽度设定得使在阻抗-频率特性中出现在谐振点与反谐振点之间的横向型波纹落在反谐振点上。
文档编号H04N5/44GK1134625SQ9610271
公开日1996年10月30日 申请日期1996年3月1日 优先权日1995年3月3日
发明者诸角和彦, 门田道雄 申请人:株式会社村田制作所