DE2542553A1

DE2542553A1 - Electro-acoustic surface wave filter - produces sideband suppression directly proportional to number of series connected filter elements

Info

Publication number: DE2542553A1
Application number: DE19752542553
Authority: DE
Inventors: William Dr Ing Haydl
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1977-03-31

Abstract

A method for sideband suppression uses acoustic surface wave resonators, with a number of reflectors (2, 3) for surface waves mounted on a substrate (1) at half wave-length spacing, and with input and output transducers (4, 5). In order to increase the attenuation of the sidebands relative to the main resonance frequency, two or more filters are connected in series. If m resonators are in series, the side band attenuation is improved by a factor m. With two resonators a sideband suppression improved from 30 to 50 dB was achieved in tests, with a transmission loss of the main resonance increased from 8 to 20 dB.

Description

Verfahren zur Unterdrüokung von Seitenband-Signalen beiProcedure for suppressing sideband signals

akusto-elektrisohen Oberflächenwellen Filter-Gruppen Die Erfindung betrifft Bauelemente naoh dem akustisohon Oberflächenwellen-Resonator Prinzip, die in vorgesohriebener Weise elektrisch gekoppelt sind und daduroh eine hohe Seitenbänder-Unterdrückung bewirken.Acousto-electric surface wave filter groups The invention concerns components naoh the akustisohon surface wave resonator principle, which are electrically coupled in a vorgesohriebener way and therefore a high sideband suppression cause.

Das Prinzip der akustischen Oberfläohenwellen (AoW) Resonator-Filter ist erst seit kurzer Zeit bekannt.1'2 Ein AusfUhrungsbeispiel eines solohen Filters ist im Bild 1 dargestellt. Auf einem piezoelektrischen Substrat 1 sind die akustisohe Oberfläohenwelle reflektierende Strukturen (Reflektoren) 2 und 3 aufgebracht. Diese Reflektoren bestehen aus einer periodischen Anordnung von Störstellen deren Abstand von Mitte zu Mitte eine halbe akustische Wellenlänge X , bei der Arbeitsfrequenz fo des Filters beträgt. Jede Störstelle reflektiert nur einen Bruchteil der akustischen Welle. Eine große Anzahl jedooh reflektiert einen Großteil der Welle. Der Abstand 1 zwischen zwei Reflektoren wird so gewählt, daß sioh innerhalb dieses Raumes stehende akustisohe Wellen bilden. Mittels herkömmlicher Wandler 4 und 5 wird ein elektrisches Signal ein- und ausgekoppelt. Das übertragene Signal sieht dann so aus, wie in Bild 2, wo ein Meßergebnis dargestellt ist. Wären die Reflektoren nioht vorhanden, würde die Schmalbandresonanz 7 nioht vorhanden sein und die Durohlasskurve würde den herkömmliohen Frequenzgang 6 der Wandler 4 und 5 entsprechen.The principle of acoustic surface waves (AoW) resonator filters has only been known for a short time.1'2 An exemplary embodiment of a single filter is shown in Figure 1. On a piezoelectric substrate 1 are the acoustic Surface wave reflecting structures (reflectors) 2 and 3 applied. These Reflectors consist of a periodic arrangement of imperfections and their spacing from center to center half an acoustic wavelength X, at the working frequency fo of the filter. Each point of interference reflects only a fraction of the acoustic Wave. A large number, however, reflect much of the wave. The distance 1 between two reflectors is chosen so that it is within this space form acoustic waves. By means of conventional transducers 4 and 5, an electrical Signal coupled in and out. The transmitted signal then looks like in the picture 2, where a measurement result is shown. If the reflectors weren't available, it would the narrow band resonance 7 would not be present and the Durohlass curve would be the conventional one Frequency response 6 of the transducers 4 and 5 correspond.

Die Reflektoren bewirken eine sobmalbandige Resonanz 7.The reflectors cause a sobmalband resonance 7.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Hauptroonanzfrequenz (7 in Bild 2) durchzulassen und Seitenbänder (6 in Bild 2) zu dämpfen.The invention is based on the object of the main resonance frequency (7 in Fig. 2) to let through and to attenuate side bands (6 in Fig. 2).

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere Resonator-Filter elektrisch in Serie miteinander geschaltet werden.This object is achieved in that two or more Resonator filters can be electrically connected in series with one another.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, gegenüber einem Filter mit nur einer Resonator-Struktur die Seitenbänder um ein m-faches zu unterdrücken, wenn m Resonator-Strukturen elektrisoh in Serien gesohlossen werden.The advantages achieved by the invention are compared to a filter with only one resonator structure increases the sidebands by an m-fold suppress when m resonator structures are closed in series.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Bild 3 dargestellt. Dieses Bild stellt ein erfindungsgemäßes Filter dar, welches aus mehreren einzelnen, bis zu m Filtern bestehen kann, die elektrisch in Serien geschaltet werden. Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Bild 4 dargestellt. Hier sind zwei (m = 2) Filter auf demselben Substrat 1 aufgebracht und erfindungsgemäß elektrisch in Serie geschaltet.An embodiment of the invention is shown in Figure 3. This Image represents a filter according to the invention, which consists of several individual, to can consist of m filters that are electrically connected in series. A second The exemplary embodiment is shown in Figure 4. Here are two (m = 2) filters on applied to the same substrate 1 and electrically connected in series according to the invention.

Das Prinzip der Seitenbänder-Unterdrückung ist aus den Bildern 2 und 4 zu ersehen. Der Durohgangsverlust unmittelbar zu beiden Seiten der Hauptresonanz ist mit U berechnet. SU ist die Seitenbänder-Unterdrückung eines einzelnen Resonator-Filters wie in Bild 1 dargestellt ist. Werden nun m Resonatoren in Serie geschaltet, wie in Bild 3, ist der Durchgangsverlust der Seitenbänder nahe der Hauptresonanz mU. Der Durchgangsverlust der Hauptresonanz jedoch ist mV. Die erzielte Seitenbänder-Unterdrückung ist dann SUm = m (U - V).The principle of sideband suppression is shown in Figures 2 and 4 to be seen. The loss of duration immediately on both sides of the main resonance is calculated with U SU is the sideband rejection of a single resonator filter as shown in Figure 1. If m resonators are now connected in series, like in Figure 3, the passage loss of the sidebands is close to the main resonance mU. However, the transit loss of the main resonance is mV. The sideband suppression achieved then SUm = m (U - V).

Experimentelle Ergebnisse eines erfindungsgemäßen Filters, wie es in Bild 3 dargestellt ist (m = 2), zeigt Bild 5.Experimental results of a filter according to the invention, such as is shown in Figure 3 (m = 2), Figure 5 shows.

Durch Seriensohaltung von 2 Resonatoren wurde die Seitenbänder-Unterdrückung von 30 auf 50 dB erhöht. Der Durchgangsverlust der Hauptresonanz erhöht sioh von 8 auf 20 dB.The sideband suppression was achieved by holding 2 resonators in series increased from 30 to 50 dB. The loss of passage of the main resonance increases from 8 to 20 dB.

Bibliographien 1. E. J. Staples, IEEE Ultrasonices Symposium, 1974, pp. 245 - 252.Bibliographies 1. E. J. Staples, IEEE Ultrasonices Symposium, 1974, pp. 245-252.

2. K. M. Lakin et al., ibid ., pp. 263 - 2672. K. M. Lakin et al., Ibid., Pp. 263-267

Claims

Claims 1. Acousto-electric filter group with individual Filtering according to the surface acoustic wave resonator principle, which means that there are no changes indicates that two or more filters are electrically connected in series.