Монолитный пьезоэлектрический фильтр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii 726656..Э/ р,", 1 1 . Лт,.;" и (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.07.78 (21) 2660791/18-23 (51)IN. Кл, с присоединением заявки №вЂ”

Н 03 Н 9/32

Гооударотронный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и отнрытий

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07.04.80 (53 ) УД К 6 21.372..543 (088.8) 1

Л. 3. Русаков, В. С. Самойлов и В. И. Бриль (? 2) Авторы изобретения (? I ) Заявитель (54) МОНОЛИТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при из1 готовлении монолитных пьезоэлектрических фильтров.

Известны монолитные пьезоэлектрические фильтры, состоящие из акустически

5 связанных резонаторов и с элементом регулировки, выполненным в виде слоев металла либо диэлектрика, наносимых на пластину в промежутках между реэонатс рами Pl).

Недостатком известных фильтров является большое количество конденсаторов связи.

Известен также монолитный пьезоэлек15 трический фильтр, звенья которого состоят из пьезоэлектрической пластины с тремя акустически связанными резонаторами и с элемейтом регулировки выполненным в виде полоски металла 12 .

Недостатком этого фильтра является его относительно большие габариты, поскольку ширина пластины в 23 раза больше ширины электродов.

Llem изобретения - уменьшение габаритов монолитного пьезоэлектрического фильтра.

Это достигается тем, что в предлагаемом монолитном пьезоэлектрическом

I фильтре, звенья которого состоят из пьезоэлектрической пластины с тремя акустически связанными резонаторами и с элементом регулировки, выполненным в виде полоски металла, в каждом звене фильтра ширина электродов всех резонаторов равна ширине пьезоэлектрической пластины, элемент регулировки нанесен на пьезоэлектрическуто пластину в промежутке между средним и одним крайним резонатором, причем крайние резонаторы подсоединены к корпусу фильтра. Кроме того, ширина пластины ориентирована по направлению, близкому к полярной оси пьезоэлектрика, а отношение ширины пластины к ее толщине составляет 3,0,4; 4,7-5,3; 6,0-6,5;

7,8-8,3.

На чертеже показана схема соединений в двухзвенном пьезоэлектрическом фильтре, ные звенья фильтра, а затем соединяют соответствующие контактные плошядки звеньев между собой, включают конденсатор связи 18 и соединяют контактные йлошадки 9 и 10 с обшей шиной-корпусом фильм ра 19. При этом средние резонаторы оказываются закороченными, что и требуется для нормальной работы монолитных фильт- ров.

Выбор направления ширины пластины близким к полярной (электрической) оси пьезоэлектрика дает воэможность уменьшить длины электродов и промежутки между ними по сравнению со случаем ориентации в этом направлении длины пластины и, таким образом, позволяет уменьшить длину фильтра.

Выбор определенного соотношения между шириной пластины и ее толщиной равно

3,0-3,4; 4,7-5,3; 6,0-6,5; 7,8-8,3, обеспечивает слабую связь основных сдвиговых колебаний с побочными и позволяет выполнять малогабаритные фильтры в широком диапазоне Частот, определяемом изменением толщины пластины. формула изобретения

1. Монолитный пьезоэлектрический фильтр, звенья которого состоят из пье-. зоэлектрической пластины с тремя акустически связанными резонаторами и с элементом регулировки, выполненныл1и в виде полоскиметалла, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов фильтра, .в каждом звене фильтра ширина электродов всех резонаторов равна ширине пьезоэлектрической пластины, элемент регулировки нанесен на пьезоэлектрическую пластину в промежутке между средним и одним крайним резонатором, причем краЙние резонаторы подсоединены к корпусу фильтра.

2. Фильтр по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что ширина пьезоэлектрической пластины ориентирована по направлению, близкому к полярной оси пьезоэлектрика, а отношение ширины к ее толшине составляет 3,0-3,4; 4,7-5,3; 6,0-6,5; 7,8-8,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 303712, кл. Н 03 Н 9/04, 8.08.68., 2. Кантор В. М. Монолитные пьезоэлектрические фильтры. Изд. "Связь", М., 1977, с. 50-57 (прототип), 7266 56

Звено фильтра состоит из пьезоэлектрической пластины 1, шести электродов 27, образующих три резонатора, четырех контактных плошадок 8-1 l, соединенных с электродами крайних резонаторов и

5 элементов регулировки 12, 13 между средним и одним крайним резонатором.

На чертеже дополнительно показаны входные и выходные клеммы фильтра 14>

15 и 16, 17, конденсатор связи 18 и tp соединения контактных площадок с обшей шиной — корпусом фильтра 19.

Фильтр работает следующим образом.

Спектр частот подается через входные клеммы 14> 15 и контактные плошад->s ки 8 и 9 на электроды 2, 3 первого резонатора. Ширина электродов всех резонаторов равна ширине пластины 1, выполненной иэ кварца, пьезокерамики или другого пьезоэлектрического материала, в которой о возбуждаются колебания сдвига по толшт не, Ллина и масса электродов определены исходя из принципа "захвата энергии, обеспечиваюшего локализацию колебательйой энергии, в основном, под электродами. 25

Благодаря акустической связи колебания в зоне первого резонатора возбуждают

/ упругие колебания в зоне второго резонатора, электроды 4, 5 которого соединены между собой через элементы регулировки ЗО

12, 13 с электродами 6 и 3 и через контактные площадки 10 и 9, подсоединенные к обшей шине - корпусу фильтра 19.

Аналогично через акустическую связь возбуждаются упругие колебания в зоне 35 третьего резонатора и благодаря прямому пьезоэлектрическому эффекту между его электродами 6, 7 возбуждают соответствующие ЭДС, поступающие в следующее звено или в нагрузку фильтра. Требуемая 4о избирательность монолитного пьезоэлектрического фильтра обеспечивается тем, что собственные частоты всех резонаторов -настраивают на среднюю частоту фильтра путем дополнительного напылений метал- 45 ла илй диэлектрика (понижение частоты) или путем частичного удаления электродного покрытия, например, лучом лазера (повышение частоты).

Процесс настройкй крайних резонаторов эо проводят при подключении аппаратуры к контактным площадкам 8, 9 или 10, 11, а средний резонатор настраивают при под-. ключении аппаратуры к контактным пао-, " Шадкам 9, 10> которые через электроды

3 и 6 соединены с электролами 4 и 5, образующими средний резонатор, Аналогично настраивают и другие трехрезондтор726,656

Составитель Т. Панина

Редактор С. Гохфельд Техред Э. мужик Корректор В. Бутяга

Заказ 672/41 Тираж 995 Подписное

1.1НИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.130: 5, Москва, Ж35, Раушская наб., д. Ф/5

Фипц л !1ПИ 11атент, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4