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JPH0213008A - 周波数可変発振器 - Google Patents

周波数可変発振器

Info

Publication number
JPH0213008A
JPH0213008A JP16088788A JP16088788A JPH0213008A JP H0213008 A JPH0213008 A JP H0213008A JP 16088788 A JP16088788 A JP 16088788A JP 16088788 A JP16088788 A JP 16088788A JP H0213008 A JPH0213008 A JP H0213008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
surface wave
input electrode
amplifier
output electrode
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.)
Pending
Application number
JP16088788A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyuki Mishima
直之 三島
Yasuo Ehata
江畑 泰男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP16088788A priority Critical patent/JPH0213008A/ja
Publication of JPH0213008A publication Critical patent/JPH0213008A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は表面波増幅器を用いた周波数可変発振器に関す
るものである。
(従来の技術) 以下、第8図を参照して従来の周波数可変発振器につい
て説明する。
第8図において、弾性表面波遅延線は、LiTaO3+
LiNb0. 、 LL2B407+  水晶等からな
る圧電性基板ωと、この電圧性基板■上に配置された入
力電極(31)と出力電極(32)とから構成されてい
る。周波数可変発振器は、入力電極(31)と出力電極
との間に増幅器(イ)と移相器■とが電気的に接続し、
発振回路としてのループが形成されてなる。この周波数
可変発振器が、発振回路として発振している状態では、
入力電極(31)と出力電極(32)との間に定常的に
表面波が生じる。この表面波の周波数は、移相器0の位
相回転量を調整することによって変えることができる。
なお、符号■は吸音剤である。
(発明が解決しようとする課題) 第8図によって説明した従来の周波数可変の発振器では
発振器そのものを小型化するために増幅器(へ)にSi
等を使った集積回路が用いられる。しかしながら、一般
に高周波になればなるほど集積回路により増幅器(へ)
を構成することは困難となる。
本発明は集積回路を用いた増幅器を使わずに発振回路を
構成する周波数可変発振器を提供することを目的とする
ものである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上述の問題点を解決するために、本発明の周波数可変発
振器は、圧電性基板上に入出力電極を配置してなる弾性
表面波遅延線と、この弾性表面波遅延線の入出力電極間
に接続された可変移相器と、この弾性表面波遅延線の入
出力電極間の表面波伝搬路上に空隙と誘電体層との少な
くとも一方を挾んで配置された半導体とこの半導体の表
面波伝搬方向の両端に形成された電極に加えられる直流
電圧とからなる表面波増幅器とを備えたことを基本構成
とするものである。
(作  用) 本発明の周波数可変発振器は、半導体と圧電体とを組み
合せることにより構成した表面波増幅器を用いたもので
ある。したがって、集積回路を用いた増幅器を用いる必
要がなくなり、高周波に対応できる様になる。
(実 施 例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図において1弾性表面波遅延線は、LiTa0i 
tLiNbO,、Li2B4O□、水晶等からなる圧電
性基板■と、この圧電性基板ω上に配置されたAQから
なる入力電極(31)と出力電極(32)とから構成さ
れている。この入力電極(31)の電気端子と出力電極
(32)の電気端子とは、移相器■を介して電気的に接
続されている。また、入力電極(31)と出力電極(3
2)との間の表面波伝搬路上には、Si板■がこの伝搬
路に対してわずかな空隙を介して設置されている。
このSi板■には表面波の伝搬方向の両端面に電極が設
けられ、この電極間に直流電圧が印加されている。これ
により、このSL板■の下の表面波伝搬路は、表面波の
増幅器(9)として働く。
したがって、発振器ループは次の様にして構成される。
すなわち、発振器ループは、入力電極(31)で発生し
た表面波がこの表面波増幅器■を通り増幅された後、出
力電極(32)により電気的に取り出され次いで移相器
■を通過し再び入力電極(31)に入力されることによ
り成る。この発振器ループでは、圧電性基板ω上に形成
された入力電極(31)と出力電極(32)との間の位
相回転量φ1と、可変移相器0の位相回転量φ2との間
にφ□十φ。
=2πN(但しNは整数)の関係が満たされたときに発
振が起こり入力電極(31)と出力電極(32)との間
に定常的に表面波が発生する6 次に、第2図を参照して表面波増幅器■の作用を説明す
る。
第2図において、n型Si板■は、わずかな間隙を介し
て圧電性基板ω上に配置されている。このSi板■には
1表面波の伝搬方向の両端に電極(71) 。
(72)が設けられている。圧電性基板ω上の入力電極
(31)に近い方の電極(71)には−電位、出力電極
(32)に近い方の電極(72)には十電位が印加され
ている。
この様な場合の半導体と表面波との相互作用は次の様に
説明される。入力電極(31)で励振された表面波の伝
搬に伴って圧電性基板■表面からもれた交流電界によっ
て、SL基基板中中キャリア(伝導電子またはホール)
と表面波とは相互作用をする。この相互作用によって、
入力電極(31)で励振された表面波は、通常音速の変
化と減衰とを受ける。ところで、SL板■の両端に直流
電界を印加し、キャリアのドリフト速度が表面波の音速
を越えると、減衰は増幅に変化する。換言するならば、
Si板■内のキャリアである電子がドリフトする。この
電子のドリフト速度が表面波の伝搬速度より大きい場合
、入力電極(31)で発生した表面波はSi板板子下伝
搬するにしたがい半導体(Si板■)と表面波との相互
作用により電子のエネルギーが表面波に変化する。そし
て結果的には表面波が増幅される。
Sも 次に、第3図を参照して、半導体板としてIn51の薄
膜を用いた例を説明する。
第3図において圧電体基板ω上にIn5b(42)は絶
縁体層であるSfQ、層■を介して設置されている。
この場合も第2図と同様の作用により入力電極(31)
で発生した表面波はInSb @膜(42)下の伝搬路
を通過するにしたがい増幅される。なお、(41)はS
iO□層である。一般に第2図や第3図に示した表面波
増幅器では半導体内部での電界強度を大きく取るために
半導体の電極(71)、 (72)の間に数100Vも
の大きな電圧をかける必要がある。この様な不具合を解
決する手段として第4図に示すようにIn5b薄膜(4
2)を多数に分割することが考えられる。
第4図では分割された各InSb薄膜(42)部分の表
面波の伝搬する方法の各端面にはInSb薄膜(42)
に電圧を印加するための電極(43)が設けられている
このようにすることで各InSb薄膜(42)部分での
電極(43)間隔が短くなり、 InSb薄膜(42)
内部の電界強度を大きくすることができる。この様にし
て構成された表面波増幅器は半導体内部でのキャリアの
ドリフト速度さえ十分大きければ高周波においても十分
な増幅率を持ち高周波において安定した増幅回路構成す
ることが円建な集積回路を用いなくとも発振回路に用い
られる増幅器を構成することが出来る。
ところで、第1図に示した周波数可変発振器においては
、入力電極(31)と出力電極(32)とが双方向性電
極である。このため、入力電極(31)において励振さ
れた表面波は表面波増幅器に向かう以外にも表面波増幅
器がある方向と逆の方向にも伝搬し、これが不要波とな
る。この不要波を吸収するために、圧電性基板■の端部
には吸音剤■を塗布しておく必要がある。この様に不要
波が発生するために、本来必要とする発振を得られるた
めには、相当量の表面波を入力電極(31)にて励振さ
せなくてはならない。すなわち、第1図に示す周波数可
変発振器においては、発振回路の効率がそれほど良くな
い。
そこで本出願人は、これを解決するために、第5図に示
す如く、入力電極(31)と出方電極(32)と表面波
増幅器(9)とを挾さむ様に圧電性基板(ト)上に一組
の反射器0を設けた。この反射器0により、表面波の励
振に方向性すなわち一方向性が与えられる。しかしなが
ら、この弾性表面波遅延線は、基本構成が弾性表面波共
振子である。したがって、弾性表面波共振子自体はその
帯域が狭いため、この弾性表面波遅延線を用いた発振器
は、狭帯域でしか動作をしない。
そこで本出願人は、一方向性の表面波を励振する方法と
して、入力電極(31)と出力電極(32)とを多相励
振構造とした。これについて、第6図を参照して説明す
る。
第6図において、入力電極(31)と出力電極(32)
とは、圧電性基板■上に設けられた表面波を送受信する
ための多相励振構造の電極である。この入力電極(31
)と出力電極(32)とは、λ/6線幅(λ=(す V/f、、Vは圧電性基板りを伝搬する表面波の位相速
度、foは表面波を最も強く励振する中心周波数)の電
極指(100)がλ/2おきに3本組配置され、更にこ
の3本組の電極指(100)がλ周期で配置されて構成
されている。 この3本組の電極指(100)は、それ
ぞれ0°、120°、240°の位相を持つ信ている。
前記入力電極(31)には単相の信号を0Q120°、
240°の位相差を持つ信号に分離するために、0°、
 120’ 、 240°の固定の移相器(91)。
(92)、 (93)が電気的に接続されている。この
入力電極(31)で励振された表面波は、入力電極(3
1)と出力電極(32)の間にある表面波増幅器(9)
により増幅され、出力電極(32)で電気信号に変換さ
れる。
この出力電極(32)にはO” 、 120’ 、 2
40’の位相差を持つ信号を、単相の信号に変換するた
めの0@、−120”  −240’で固定の移相器(
94)、 (95)。
(96)が電気的に接続されている。固定の移相器(9
4)、 (95)、 (96)により単相に変換された
信号は、可変の移相器■を介して固定の移相器(91)
、 (92)。
(93)に入力されている。この様に構成された発振器
ループでは圧電性基板(υ上に形成された入力電極(3
1)と出力電極(32)の間の位相回転量φ、と。
可変移相器(ハ)の位相回転量φ2と間に φ□+φ2
=2πN(Nは正数)の関係が満たされた時に発振が起
こり、入力電極(31)と出力電極(32)との間に定
常的に表面波が生ずる。この様な多相励振構造の電極で
はいわゆる弾性表面波共振子を用いないために、広帯域
に方向性を持たせながら発振を行なうことができる。
次に、第7図を参照して本発明の他の実施例を説明する
第7図において、入力電極(31)と出力電極(32)
とは、圧電性基板■上に形成された多相励振構造の電極
である。
この入力電極(31)と出力電極(32)とは、λ/6
線幅の3本組の電極指(100)で形成されこの3本組
の電極はλ周期で配置されている。この3本組の電極指
(100)にはそれぞれ異なった位相の信号が接続され
λ周期に同相の信号が加えられている。
この人出電極(31)と出力電極(32)とにおいて、
お互いに向かい合う側の一本目の電極指(100)同士
が互いに移相器(51)を介して電気的に接続されてい
る。同様に二本目同士及び三本目同士もそれぞれ独立に
移相器(52)、 (53)を介して電気的に接続され
ている。 (51)、 (52)、 (53)は、互い
に同相の位相回転量を持つ可変移相器である。3本組の
電極指(100)にそれぞれ独立に接続された(51)
(52)、 (53)はそれぞれ独立発振回路ループを
形成しているが、これらが同時に発振している状態では
、それぞれの発振回路ループの発振の位相は互いに引き
込まれ、この3本組の電極指(100)にはそれぞれO
’ 、 120” 、 240”の位相差が生じる。
したがってこの実施例では、第1図で示した様な単相の
信号を3相の信号に変換するための固定の外部移相器を
用いなくても多相励振電極を用いた発振回路を実現する
ことが出来る。なお、上述の実施例において、Si板■
等と電圧性基板(1)の主面との間には、空隙がある場
合で説明したが、本発明はこれに限られず、空隙と誘電
体層との少なくとも一方があれば足りることは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
本発明は表面波遅延線を用いた発振回路の増幅器に表面
波増幅器を用いることにより、半導体を使った集積回路
を用いなくとも安定な発振回路を構成することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す模式斜視図、第2図乃
至第4図は弾性表面波増幅器の構成及び作用を説明する
ための模式斜視図、第5図乃至第7図は本発明の他の実
施例を示す模式斜視図、第8図は従来の弾性表面波遅延
線を用いた周波数可変発振器を示す模式斜視図である。 ■・・・圧電性基板(圧電性基材) (31)・・・入力電極    (32)・・・出力電
極■、 (51) 、 (52) 、 (53)・・・
可変移相器■・・・表面波増幅器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男 第 図 第 図 嬉 因 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電性基体と、この圧電性基体の主面上に配置さ
    れた入力電極と出力電極とからなる弾性表面波遅延線と
    、 前記入力電極の電極端子と前記出力電極の電極端子とに
    電気的に接続された可変移相器と、前記弾性表面波遅延
    線の前記入力電極と前記出力電極との間の表面波伝搬路
    上に空隙と誘電体層との少なくとも一方を挾んで配置さ
    れた半導体と、この半導体の表面波伝搬方向の両端に配
    置された電極に加えられる直流電圧とからなる表面波増
    幅器とを備えたことを特徴とする周波数可変発振器。
JP16088788A 1988-06-30 1988-06-30 周波数可変発振器 Pending JPH0213008A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996025792A1 (fr) * 1995-02-16 1996-08-22 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Dispositif a surface elastique oscillante et circuit electronique utilisant cet element
US6198197B1 (en) 1995-02-16 2001-03-06 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Surface acoustic wave element and electronic circuit using the same
KR101107799B1 (ko) * 2004-07-29 2012-01-25 피죤 가부시키가이샤 인공 젖꼭지, 포유기 및 인공 젖꼭지의 제조방법

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