(57)【要約】  ２つの周波数決定素子（２；３）から成る結合体と、該結合体の出力側（９）から入力側（８）への、増幅器を含むフィードバック部とが設けられており、各周波数決定素子は音響表面波に対する少なくとも１つのインターディジタルトランスデューサ（２４；３４）を有しており、それぞれ同期周波数の温度依存性により相互に区別される、発振器またはセンサにおいて、ａ）各周波数決定素子は音響表面波レゾネータであり、ｂ）２つの音響表面波レゾネータの同期周波数のｎ次の温度係数は０でないときそれぞれ異なる符号を有し、ｎ＋１次の温度係数はそれぞれ同じ符号を有し、１次からｎ−１次までの温度係数はｎが１より大きいとき０であり、ここでｎ≧１であり、ｃ）結合体により相互に結合された各周波数決定素子のオブジェクトの各トランスデューサのアパーチャ比、およびトランスデューサの櫛歯エッジおよびリフレクタストリップに対して垂直な方向での長さの比が、所定の温度領域における発振器周波数の変化を最小とするように選定されている。
2007503744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの周波数決定素子（２；３）から成る結合体と、該結合体の出力側（９）から入力側（８）への、増幅器を含むフィードバック部とが設けられており、
各周波数決定素子は音響表面波に対する少なくとも１つのインターディジタルトランスデューサ（２４；３４）を有しており、それぞれ同期周波数の温度依存性により相互に区別される、
発振器において、
ａ）各周波数決定素子は音響表面波レゾネータであり、
ｂ）２つの音響表面波レゾネータの同期周波数のｎ次の温度係数は０でないときそれぞれ異なる符号を有し、ｎ＋１次の温度係数はそれぞれ同じ符号を有し、１次からｎ−１次までの温度係数はｎが１より大きいとき０であり、ここでｎ≧１であり、
ｃ）結合体により相互に結合された各周波数決定素子のオブジェクトの各トランスデューサのアパーチャ比、およびトランスデューサの櫛歯エッジおよびリフレクタストリップに対して垂直な方向での長さの比が、所定の温度領域における発振器周波数の変化を最小とするように選定されている
ことを特徴とする発振器。
【請求項２】
各周波数決定素子（２；３）は音響表面波に対する２つのインターディジタルトランスデューサ（２３，２４；３３，３４）を有しており、ここでインターディジタルトランスデューサは結合体により並列回路として相互に接続されたオブジェクトである、請求項１記載の発振器。
【請求項３】
各周波数決定素子（２；３）はそれぞれ２つのリフレクタ（２１，２２；３１，３２）間に２つのインターディジタルトランスデューサ（２３，２４または３３，３４）を配置したダブルゲート表面波レゾネータであり、該ダブルゲート表面波レゾネータはアパーチャ（２６；３６）およびインターディジタルトランスデューサ間の空間（２５；３５）により区別され、ダブルゲート表面波レゾネータにおける前記アパーチャ、前記インターディジタルトランスデューサ間の空間および同期波長は発振器周波数が所定の温度のもとで設定周波数に相応するように定められている、請求項２記載の発振器。
【請求項４】
各周波数決定素子（２；３）はそれぞれ２つのリフレクタ（２１，２２；３１，３２）間に１つのインターディジタルトランスデューサ（２４；３４）を配置した音響表面波レゾネータであり、該音響表面波レゾネータはさらにその波のフィールドを相互に結合する結合素子（２３；３３）を有しており、各周波数決定素子のオブジェクトの各トランスデューサのアパーチャ比、およびトランスデューサの櫛歯エッジおよびリフレクタストリップに対して垂直な方向での長さの比が、所定の温度領域における発振器周波数の変化を最小とするように選定されている、請求項１記載の発振器。
【請求項５】
各音響表面波レゾネータ（２；３）の基板は同じ結晶タイプに属する、請求項１記載の発振器。
【請求項６】
各音響表面波レゾネータ（２；３）の基板は異なる結晶タイプに属する、請求項１記載の発振器。
【請求項７】
各音響表面波レゾネータ（２；３）は同一のタイプの結晶カット上でそれぞれ異なる音響表面波の伝搬方向を有する、請求項５記載の発振器。
【請求項８】
各音響表面波レゾネータ（２；３）は別々の基板上に配置されている、請求項１または６記載の発振器。
【請求項９】
２つの音響表面波レゾネータ（２；３）の電極構造体は共通の基板（１）上に配置されている、請求項１記載の発振器。
【請求項１０】
音響表面波に対するダブルゲート表面波レゾネータの結晶タイプ、結晶カットおよび伝搬方向は第１のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数ｆ１（Ｔ）の温度依存性ｆ１（Ｔ）および第２のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数ｆ２の温度依存性ｆ２（Ｔ）が式
Ｖ（ｆ１（Ｔ），ｆ２（Ｔ））＝−（δψ／δｆ２）／（δψ／δｆ１）
ここでＶ＝（ｄｆ１／ｄＴ）／（ｄｆ２／ｄＴ）｜Ｔ＝Ｔ１
または
【数１】
2007503744.tif 000004
ここでΔＴ１，２＝Ｔ１，２，ｍａｘ−Ｔ１，２，ｍｉｎ
を満足するように選定されており、このときψはダブルゲート表面波レゾネータの結合体の位相であり、ｆ１，２，ｍａｘは観察している温度領域での第１のダブルゲート表面波レゾネータおよび第２のダブルゲート表面波レゾネータの最大同期周波数であり、ｆ１，２，ｍｉｎは観察している温度領域での第１のダブルゲート表面波レゾネータおよび第２のダブルゲート表面波レゾネータの最小同期周波数であり、Ｔ１，２，ｍａｘ，Ｔ１，２，ｍｉｎは同期周波数の相応の極値の発生する温度であり、Ｔ１は観察している温度領域での所定の温度である、請求項３記載の発振器。
【請求項１１】
少なくとも１つのダブルゲート表面波レゾネータの各インターディジタルトランスデューサ間に中間リフレクタが配置されている、請求項３記載の発振器。
【請求項１２】
１つのインターディジタルトランスデューサがその極性によって他のインターディジタルトランスデューサから区別される、請求項３記載の発振器。
【請求項１３】
２つのダブルゲート表面波レゾネータにおいて同期周波数の同じ次数の温度係数が支配的である、請求項３記載の発振器。
【請求項１４】
２つのダブルゲート表面波レゾネータにおいて同期周波数の１次の温度係数が支配的である、請求項１３記載の発振器。
【請求項１５】
２つのダブルゲート表面波レゾネータにおいて同期周波数の２次の温度係数が支配的である、請求項１３記載の発振器。
【請求項１６】
各ダブルゲート表面波レゾネータは類似した同期周波数の温度依存性を有し、つまり第１のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数の温度依存性は第２の音響表面波レゾネータの同期周波数の温度依存性に一定の係数を乗算したものに近似であり、観察している全温度領域でのこれらの同期周波数の温度依存性の差は２つのダブルゲート表面波レゾネータのそれぞれの温度依存性よりも格段に小さい、請求項３記載の発振器。
【請求項１７】
各ダブルゲート表面波レゾネータの同期波長はこれらのダブルゲート表面波レゾネータが異なる位相速度を有するにもかかわらず同じ共振周波数を有するように選定されている、請求項３記載の発振器。
【請求項１８】
２つの音響表面波レゾネータの各同期周波数の１次の温度係数は０ではなく、それぞれ符号が異なっている、請求項１記載の発振器。
【請求項１９】
２つの音響表面波レゾネータの各同期周波数の２次の温度係数は０ではなく、それぞれ符号が異なっており、ここで所定の温度に関する１次の温度係数は設定温度に対して０である、請求項１記載の発振器。
【請求項２０】
各音響表面波レゾネータは結合素子として結合トランスデューサ（２３；３３）を有しており、第１の音響表面波レゾネータの結合トランスデューサと第２の音響表面波レゾネータの結合トランスデューサとは２つの電気線路（５；６）を介して相互に接続されている、請求項４または１８または１９記載の発振器。
【請求項２１】
各結合トランスデューサのアパーチャは異なっており、櫛歯数は等しい、請求項２０記載の発振器。
【請求項２２】
各結合トランスデューサの櫛歯数は異なっており、アパーチャは等しい、請求項２０記載の発振器。
【請求項２３】
各結合トランスデューサの櫛歯は当該の結合トランスデューサの属する音響表面波レゾネータのトランスデューサの櫛歯よりも多い、請求項２０記載の発振器。
【請求項２４】
各音響表面波レゾネータの結合トランスデューサを接続する電気線路のあいだに結合インダクタンスと称されるインダクタンス（７）が接続されている、請求項２０から２３までのいずれか１項記載の発振器。
【請求項２５】
各音響表面波レゾネータの結合トランスデューサを接続する電気線路のあいだに結合キャパシタンスと称されるキャパシタンスが接続されている、請求項２０から２３までのいずれか１項記載の発振器。
【請求項２６】
少なくとも１つの結合トランスデューサは、整数個の同じ極性の連続する櫛歯から成る少なくとも１つの櫛歯グループを有する、請求項２０から２５までのいずれか１項記載の発振器。
【請求項２７】
前記結晶カットはＳＴカット水晶であり、トランスデューサの櫛歯およびリフレクタストリップに対して垂直な方向が第１の音響表面波レゾネータでは結晶Ｘ軸に対して角度０゜〜４５゜であり、第２の音響表面波レゾネータでは結晶Ｘ軸に対して角度４５゜より大きい、請求項７または１８項記載の発振器。
【請求項２８】
２つの音響表面波レゾネータの各結合素子は１つのマルチストリップカプラを形成している、請求項４または７または９記載の発振器。
【請求項２９】
音響表面波レゾネータにおいて、トランスデューサの櫛歯ピッチ、リフレクタのストリップピッチ、トランスデューサから結合素子までの距離、トランスデューサからリフレクタまでの距離、および電極層の厚さは、設定温度での共振が設定周波数間隔で起こるように選定されている、請求項４から９までまたは１８から２８までのいずれか１項記載の発振器。
【請求項３０】
前記設定周波数間隔は０である、請求項２９記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路／エレクトロニクスの技術分野に関連しており、音響表面波を基礎とする発振器やセンサなどの素子、特に発振器周波数の温度特性を調整すべきセンサを対象とする。
【０００２】
２つの周波数決定素子、すなわち音響表面波に対する少なくとも１つのインターディジタルトランスデューサを含む素子から成る結合体と、この結合体の出力側から入力側への、増幅器を含むフィードバック部とを有する発振器が公知である。ここでは各周波数決定素子は同期周波数の温度依存性により相互に区別される。
【０００３】
特殊な構成の例として、２つの周波数決定素子から成る結合体が２つの遅延線を有しており、同一の結晶カットに属するが異なる伝搬方向を有する基板を用いているものが挙げられる。これについては文献［１］T.I.Browning, M.F.Lewis, "A novel Technique for improving the temperature stability of SAW/SSBW devices", Proc.1978 IEEE Ultrasonics Symposiumの474頁〜477頁を参照されたい。結晶カットとしてＳＴカット水晶が用いられる。ＳＴカット水晶では法線が水晶の結晶構造Ｙ軸に対して４２．７５゜傾いている。主遅延線の伝搬方向は水晶のＸ軸であり、補助遅延線の伝搬方向はこれに対して４１゜傾いている。したがって主遅延線では１次の同期周波数の温度係数は消えてしまう。これに対して補助遅延線での１次の同期周波数の温度係数は０にならない。温度係数の次数はさまざまであるが、主遅延線での２次の同期周波数の温度係数は補償することができる。主遅延線での２次の同期周波数の温度係数の補償に必要な補助遅延線での１次の同期周波数の温度係数は、補償すべき２次の温度係数、補助遅延線での振幅および双方の遅延線に対して等しい伝搬区間の関数として表される。
【０００４】
遠隔から問い合わせ可能なセンサ、特にここでの音響表面波に基づくシングルゲートレゾネータに関連して、温度補償のために、異なる伝搬方向および同じ結晶カットを有する基板を備えた２つのシングルゲートレゾネータを組み合わせることが知られている。これについては文献［２］W.Buff, M.Rusko, T.Vandahl, M.Goroll, F.Moeller, "A differential measurement SAW device for passive remote sensoring", Proc.1996 IEEE Ultrasonic Symposiumの343頁〜346頁を参照されたい。このとき温度補償の前提となるのは、各伝搬方向がそれぞれ異なる位相速度およびほぼ等しい同期周波数の温度係数を有するということである。
【０００５】
前掲の文献［１］に記載されている手段は次のような欠点を有する。
（１）所定の長さの基板によって形成された遅延線はきわめて小さな位相急峻性しか有さず、発振器の安定性が不充分となる。
（２）発振器周波数の絶対値｜Ｓ２１｜はきわめて強く温度に依存しているため、フィードバック部内の増幅器の増幅領域が大きくなりすぎ、望ましくない非線形の効果が生じたり、増幅器の制御に高いコストがかかったりする。
（３）文献［１］に記載されている温度補償方法は広帯域の周波数決定素子に対してしか適用できない。
（４）文献［１］で使用されている２つの遅延線の結合体の記述モデルは、この結合体の入力インピーダンスまたは出力インピーダンスがソース抵抗または負荷抵抗に比べて格段に大きく、全てのトランスデューサで反射がない場合の近似である。こうしたモデルによって得られる教説は、例えば上述の補助遅延線での１次の同期周波数の温度係数の関数のように、ほとんどのケースに適用できず、反射が重要な役割を果たす周波数決定素子に敷衍することができない。
【０００６】
本発明の基礎とする課題は、周知のタイプの周波数決定素子としての音響表面波素子を備えた温度依存性の発振器を改善して、
−所定の長さの基板での周波数決定素子の位相急峻性、ひいては発振器の安定性を高め、
−そのつどの温度のもとで生じる発振器周波数の絶対値｜Ｓ２１｜の温度依存性を小さくし、
−周波数決定素子の帯域を狭くし、
−温度依存性の発振器の構造について文献［１］に記載されているような近似に基づかない教説を提示し、反射が重要な役割を果たす周波数決定素子へ適用可能にする
ことである。
【０００７】
この課題は、ａ）各周波数決定素子は音響表面波レゾネータであり、ｂ）２つの音響表面波レゾネータの同期周波数のｎ次の温度係数は０でないときそれぞれ異なる符号を有し、ｎ＋１次の温度係数はそれぞれ同じ符号を有し、１次からｎ−１次までの温度係数はｎが１より大きいとき０であり、ここでｎ≧１であり、ｃ）相互に結合された各周波数決定素子のオブジェクトの各トランスデューサのアパーチャ比、およびトランスデューサの櫛歯エッジおよびリフレクタストリップに対して垂直な方向での長さの比が、所定の温度領域における発振器周波数の変化を最小とするように選定されている構成により解決される。
【０００８】
有利には、各周波数決定素子は音響表面波に対する２つのインターディジタルトランスデューサを有しており、ここでインターディジタルトランスデューサは結合体により並列回路として相互に接続されたオブジェクトである。
【０００９】
ここで各周波数決定素子は２つのリフレクタ間にそれぞれ２つのインターディジタルトランスデューサを配置したダブルゲート表面波レゾネータであり、このダブルゲート表面波レゾネータはアパーチャおよびトランスデューサ間の空間により区別され、ダブルゲート表面波レゾネータにおけるアパーチャ、トランスデューサ間の空間および同期波長は発振器周波数が所定の温度のもとで設定周波数に相応するように定められている。
【００１０】
有利には、各周波数決定素子は２つのリフレクタ間に１つのインターディジタルトランスデューサを配置した音響表面波レゾネータであり、この音響表面波レゾネータはさらにその波のフィールドを相互に結合する結合素子を有しており、各トランスデューサのアパーチャ比、およびトランスデューサの櫛歯エッジおよびリフレクタストリップに対して垂直な方向での結合素子の長さの比が、所定の温度領域における発振器周波数の変化を最小とするように選定されている。
【００１１】
本発明では、各音響表面波レゾネータが同じ結晶タイプの基板に属していてもよいし、異なるタイプの結晶の基板に属していてもよい。基板が同じ結晶タイプに属する場合、各音響表面波レゾネータは同一の結晶カット上の音響表面波に対してそれぞれ異なる伝搬方向を有する。異なるタイプの結晶に属する場合、各音響表面波レゾネータは別々の基板上に配置されている。
【００１２】
有利には、２つの音響表面波レゾネータの電極構造体は共通の基板上に配置されている。
【００１３】
有利には、音響表面波に対するダブルゲート表面波レゾネータの結晶タイプ、結晶カットおよび伝搬方向は第１のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数ｆ１の温度依存性ｆ１（Ｔ）および第２のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数ｆ２の温度依存性ｆ２（Ｔ）が式
Ｖ（ｆ１（Ｔ），ｆ２（Ｔ））＝−（δψ／δｆ２）／（δψ／δｆ１）
ここでＶ＝（ｄｆ１／ｄＴ）／（ｄｆ２／ｄＴ）｜Ｔ＝Ｔ１
または
【００１４】
【数１】
2007503744.tif 000003
ここでΔＴ１，２＝Ｔ１，２，ｍａｘ−Ｔ１，２，ｍｉｎ
を満足するように選定される。このときψはダブルゲート表面波レゾネータの結合体の位相であり、ｆ１，２，ｍａｘは観察している温度領域での第１のダブルゲート表面波レゾネータおよび第２のダブルゲート表面波レゾネータの最大同期周波数であり、ｆ１，２，ｍｉｎは観察している温度領域での第１のダブルゲート表面波レゾネータおよび第２のダブルゲート表面波レゾネータの最小同期周波数であり、Ｔ１，２，ｍａｘ，Ｔ１，２，ｍｉｎは同期周波数の相応の極値の発生する温度であり、Ｔ１は観察している温度領域内の所定の温度である。
【００１５】
有利には、少なくとも１つのダブルゲート表面波レゾネータのインターディジタルトランスデューサ間に中間リフレクタが配置されている。
【００１６】
有利には、１つのインターディジタルトランスデューサがその極性によって他のインターディジタルトランスデューサから区別される。
【００１７】
有利には、２つのダブルゲート表面波レゾネータにおいて同期周波数の同じ次数の温度係数、特に１次または２次の温度係数が支配的である。
【００１８】
有利には、各ダブルゲート表面波レゾネータは類似した同期周波数の温度依存性を有し、つまり第１のダブルゲート表面波レゾネータの同期周波数の温度依存性は第２の音響表面波レゾネータの同期周波数の温度依存性に一定の係数を乗算したものに近似であり、観察している全温度領域でのこれらの同期周波数の温度依存性の差は２つのダブルゲート表面波レゾネータのそれぞれの温度依存性よりも格段に小さい。
【００１９】
有利には、各ダブルゲート表面波レゾネータの同期波長はダブルゲート表面波レゾネータが異なる位相速度を有するにもかかわらず同じ共振周波数を有するように選定されている。
【００２０】
有利には、２つの音響表面波レゾネータの各同期周波数の１次の温度係数は０ではなく、それぞれ符号が異なっている。
【００２１】
また、２つの音響表面波レゾネータの各同期周波数の２次の温度係数は０ではなく、それぞれ符号が異なっており、ただし所定の温度に関する１次の温度係数は０であるように構成することもできる。
【００２２】
有利には、各音響表面波レゾネータは結合素子として結合トランスデューサを有しており、第１の音響表面波レゾネータの結合トランスデューサと第２の音響表面波レゾネータの結合トランスデューサとは２つの電気線路を介して接続されている。
【００２３】
このとき有利には、各結合トランスデューサのアパーチャは異なっており、櫛歯数は等しい。また各結合トランスデューサの櫛歯数が異なり、アパーチャが等しいように構成することもできる。さらに有利には、各結合トランスデューサの櫛歯が結合トランスデューサの属する音響表面波レゾネータのトランスデューサの櫛歯よりも多くなるように構成する。
【００２４】
有利には、各音響表面波レゾネータの結合トランスデューサを接続する電気線路のあいだに結合インダクタンスと称されるインダクタンスが接続される。
【００２５】
また、各音響表面波レゾネータの結合トランスデューサを接続する電気線路のあいだに結合キャパシタンスと称されるキャパシタンスを接続してもよい。
【００２６】
有利には、少なくとも１つの結合トランスデューサは、整数個の同じ極性の連続する櫛歯から成る少なくとも１つの櫛歯グループを有する。
【００２７】
本発明の或る有利な実施形態によれば、結晶カットはＳＴカット水晶であり、トランスデューサの櫛歯およびリフレクタストリップに対して垂直な方向が第１の音響表面波レゾネータでは結晶Ｘ軸に対して角度０゜〜４５゜であり、第２の音響表面波レゾネータでは結晶Ｘ軸に対して角度４５゜より大きい。
【００２８】
本発明では、２つの音響表面波レゾネータの各結合素子が１つのマルチストリップカプラを形成している。
【００２９】
本発明の或る有利な実施形態によれば、音響表面波レゾネータにおいて、トランスデューサの櫛歯ピッチ、リフレクタのストリップピッチ、トランスデューサから結合素子までの距離、トランスデューサからリフレクタまでの距離、および電極層の厚さは、設定温度での共振が設定周波数間隔で起こるように選定されている。ここで有利には、設定周波数間隔は０である。
【００３０】
本発明を以下に実施例に則して詳細に説明する。図１には２つの周波数決定素子の結合体から成る第１の発振器が示されている。図２には２つの周波数決定素子および１つの結合インダクタンスを備えた第２の発振器が示されている。図３には別々の基板上に配置された２つの周波数決定素子を備えた第３の発振器が示されている。
【００３１】
実施例１
図１に示されている発振器は周波数決定素子としてのレゾネータ結合体と、図示されていない増幅器を含む結合体の出力側から入力側へのフィードバック部とから成る。フィードバック部の位相は０に等しいと前提される。以下にこのレゾネータ結合体の特性を説明する。
【００３２】
ＳＴカット水晶としての基板１上に２つのダブルゲート表面波レゾネータ２，３が配置されている。レゾネータ２はリフレクタ２１，２２およびインターディジタルトランスデューサ２３，２４から成り、レゾネータ３はリフレクタ３１，３２およびインターディジタルトランスデューサ３３，３４から成る。２つのダブルゲート表面波レゾネータ２，３が１つのレゾネータ結合体を形成している。ダブルゲートレゾネータ２の伝搬方向、つまりトランスデューサ２３，２４の櫛歯およびリフレクタ２１，２２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して平行である。したがってダブルゲート表面波レゾネータ２の同期周波数の温度依存性の特性ではパラボリック成分が支配的である。ダブルゲート表面波レゾネータ３の伝搬方向、つまりトランスデューサ３３，３４の櫛歯およびリフレクタ３１，３２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して角度α傾いている。ダブルゲート表面波レゾネータ３の同期周波数の温度依存性の特性においてもパラボリック成分が支配的である。ダブルゲート表面波レゾネータ２のトランスデューサ２３とダブルゲート表面波レゾネータ３のトランスデューサ３３とは電気線路６，７を介して並列接続されており、ダブルゲート表面波レゾネータ２のトランスデューサ２４とダブルゲート表面波レゾネータ３のトランスデューサ３４とは電気線路４，５を介して並列接続されている。各ダブルゲート表面波レゾネータ２，３の隣り合う櫛歯の中央から中央までの間隔、隣り合うリフレクタストリップの中央から中央までの間隔は同期波長の１／２に相応し、２つのダブルゲート表面波レゾネータ２，３の共振周波数が等しくなるように選定されている。トランスデューサ２４，３４の並列回路はレゾネータ結合体の入力側８を形成しており、トランスデューサ２３，３３の並列回路はレゾネータ結合体の出力側９を形成している。ダブルゲート表面波レゾネータ３のトランスデューサ３３，３４間の空間３５はダブルゲート表面波レゾネータ２のトランスデューサ２３，２４間の空間２５よりも大きく、ダブルゲート表面波レゾネータ３のトランスデューサ３３，３４のアパーチャ３６はダブルゲート表面波レゾネータ２のトランスデューサ２３，２４のアパーチャ２６よりも小さい。
【００３３】
各ダブルゲート表面波レゾネータ２，３のパラメータを求める際に、まずダブルゲート表面波レゾネータ２の空間２５、アパーチャ２６、同期周波数、およびダブルゲート表面波レゾネータ３の空間３５、同期周波数が設定される。レゾネータ結合体の位相は０でなければならないという要求から、ゼロ位置探索プログラムによりアパーチャ３６が求められる。全てのパラメータが用いられ、温度による発振器周波数の導関数が所定の温度で消去されなければならないという要求により、ダブルゲート表面波レゾネータ２，３の同期周波数の温度導関数の比Ｖは、ダブルゲート表面波レゾネータ２，３の同期周波数によるレゾネータ結合体の位相の導関数の比から、式
Ｖ＝（ｄｆ１／ｄＴ）／（ｄｆ２／ｄＴ）｜Ｔ＝Ｔ１＝−（δψ／δｆ２）／（δψ／δｆ１）
により計算される。ここでｆ１，ｆ２はダブルゲート表面波レゾネータ２，３の同期周波数であり、Ｔ１は所定の温度である。
【００３４】
比Ｖが比Ｖ０に一致しない場合、ダブルゲート表面波レゾネータ２の空間２５、アパーチャ２６、同期周波数、およびダブルゲート表面波レゾネータ３の空間３５、同期周波数のうち少なくとも１つのパラメータが変更され、続いてアパーチャ３６が新たに求められる。ここでＶ０はダブルゲート表面波レゾネータ２，３の伝搬方向に対する同期周波数の温度依存性の導関数の比の実験により得られたデータまたは計算値である。このプロセスは所定の誤差範囲内で比Ｖが比Ｖ０に一致するまで反復される。このプロセスの結果、レゾネータ結合体が１つのダブルゲート表面波レゾネータの代わりに発振器の周波数決定素子として使用される場合、発振器周波数の温度依存性を小さくするための全てのパラメータが既知となる。
【００３５】
実施例２
この実施例は図２に示されている発振器に関連する。この発振器は周波数決定素子としてのレゾネータ結合体と図示されていない増幅器を含む結合体の出力側から入力側へのフィードバック部とから成る。フィードバック部の位相は０に等しいと前提される。以下にこのレゾネータ結合体の特性を説明する。
【００３６】
ＳＴカット水晶としての基板１上に２つの表面波レゾネータ２，３が配置されている。レゾネータ２はリフレクタ２１，２２およびインターディジタルトランスデューサ２４から成り、レゾネータ３はリフレクタ３１，３２およびインターディジタルトランスデューサ３４から成る。さらに表面波レゾネータ２ではトランスデューサ２４とリフレクタ２１とのあいだに結合トランスデューサ２３が、また表面波レゾネータ３ではトランスデューサ３４とリフレクタ３１とのあいだに結合トランスデューサ３３が配置されている。２つの表面波レゾネータ２，３が１つのレゾネータ結合体を形成している。電極は厚さ３００ｎｍのアルミニウム層から成る。表面波レゾネータ２の伝搬方向、つまり結合トランスデューサ２３およびトランスデューサ２４の櫛歯およびリフレクタ２１，２２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して角度α２＝３０゜傾いている。したがって表面波レゾネータ２の同期周波数の１次の温度係数は正である。表面波レゾネータ３の伝搬方向、つまり結合トランスデューサ３３およびトランスデューサ３４の櫛歯およびリフレクタ３１，３２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して角度α３＝４７．５゜傾いている。したがって表面波レゾネータ３の同期周波数の１次の温度係数は負である。表面波レゾネータ２の結合トランスデューサ２３とトランスデューサ２４とのあいだの空間２５および表面波レゾネータ３の結合トランスデューサ３３とトランスデューサ３４とのあいだの空間３５は同じ幅である。トランスデューサ２４，３４の櫛電極はそれぞれアース電位に置かれた線路４を介して相互に電気的に接触している。結合トランスデューサ２３，３３の櫛電極は線路５，６を介して相互に電気的に接続されており、ここで線路５はアースに置かれている。線路５，６間には結合インダクタンス７が接続されている。この結合インダクタンスは結合トランスデューサ２３，３３のキャパシタンスとともに振動回路を形成している。表面波レゾネータ３のトランスデューサ３４はレゾネータ結合体の入力側８として用いられ、表面波レゾネータ２のトランスデューサ２４はレゾネータ結合体の出力側９として用いられる。結合トランスデューサ２３およびトランスデューサ２４のアパーチャ２６、結合トランスデューサ３３およびトランスデューサ３４のアパーチャ３６、および結合インダクタンス７は発振器周波数の変化が所定の温度領域で最小となるように選定される。各表面波レゾネータ２，３において、隣り合う櫛歯の中央から中央までの間隔、隣り合うリフレクタストリップの中央から中央までの間隔、結合トランスデューサ２３とトランスデューサ２４とのあいだの空間２５、結合トランスデューサ３３とトランスデューサ３４とのあいだの空間３５、結合トランスデューサ２３とリフレクタ２１とのあいだの空間、トランスデューサ２４とリフレクタ２２とのあいだの空間、結合トランスデューサ３３とリフレクタ３１とのあいだの空間、およびトランスデューサ３４とリフレクタ３２とのあいだの空間は、２つの表面波レゾネータ２，３の共振が室温のもとで等しくなるように選定される。
【００３７】
発振器は対称なキャビティモードに属する表面波レゾネータ２，３の共振の結合から得られる共振対の共振によって振動する。この結合は線路５，６を介して形成される。前述の共振対の共振として、対称なカップリングモードに属する共振が選択される。このカップリングモードは結合トランスデューサ２３，３３の電気信号が同相となることを特徴とする。
【００３８】
実施例３
この実施例は図３に示されている２つの別個の基板を備えた発振器に関する。ここで第１の基板１０上には表面波レゾネータ２が配置されており、これはリフレクタ２１，２２およびインターディジタルトランスデューサ２４から成る。さらに表面波レゾネータ２にはトランスデューサ２４とリフレクタ２１とのあいだに結合トランスデューサ２３が配置されている。第２の基板１上には表面波レゾネータ３が配置されており、これはリフレクタ３１，３２およびインターディジタルトランスデューサ３４から成る。さらに表面波レゾネータ３にはトランスデューサ３４とリフレクタ３１とのあいだに結合トランスデューサ３３が配置されている。２つの表面波レゾネータ２，３が１つのレゾネータ結合体を形成している。基板１，１０はともにＳＴカット水晶である。この場合、表面波レゾネータ２の伝搬方向、つまり結合トランスデューサ２３およびトランスデューサ２４の櫛歯およびリフレクタ２１，２２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して角度α２＝３０゜傾いている。したがって表面波レゾネータ２の同期周波数の１次の温度係数は正である。表面波レゾネータ３の伝搬方向、つまり結合トランスデューサ３３およびトランスデューサ３４の櫛歯およびリフレクタ３１，３２のストリップに垂直な方向は、水晶の結晶Ｘ軸に対して角度α３＝４７．５゜傾いている。したがって表面波レゾネータ３の同期周波数の１次の温度係数は負である。
【００３９】
基板１，１０は異なるタイプの結晶カットであってもよい。
【００４０】
表面波レゾネータ２の結合トランスデューサ２３とトランスデューサ２４とのあいだの空間２５および表面波レゾネータ３の結合トランスデューサ３３とトランスデューサ３４とのあいだの空間３５は同じ幅である。トランスデューサ２４，３４の櫛電極はそれぞれアース電位に置かれた線路４を介して相互に電気的に接触している。結合トランスデューサ２３，３３の櫛電極は線路５，６を介して相互に電気的に接続されており、ここで線路５はアースに置かれている。線路５，６間には結合インダクタンス７が接続されている。この結合インダクタンスは結合トランスデューサ２３，３３のキャパシタンスとともに振動回路を形成している。表面波レゾネータ３のトランスデューサ３４はレゾネータ結合体の入力側８として用いられ、表面波レゾネータ２のトランスデューサ２４はレゾネータ結合体の出力側９として用いられる。結合トランスデューサ２３およびトランスデューサ２４のアパーチャ２６、結合トランスデューサ３３およびトランスデューサ３４のアパーチャ３６、および結合インダクタンス７は発振器周波数の変化が所定の温度領域で最小となるように選定される。各表面波レゾネータ２，３において、隣り合う櫛歯の中央から中央までの間隔、隣り合うリフレクタストリップの中央から中央までの間隔、結合トランスデューサ２３とトランスデューサ２４とのあいだの空間２５、結合トランスデューサ３３とトランスデューサ３４とのあいだの空間３５、結合トランスデューサ２３とリフレクタ２１とのあいだの空間、トランスデューサ２４とリフレクタ２２とのあいだの空間、結合トランスデューサ３３とリフレクタ３１とのあいだの空間、およびトランスデューサ３４とリフレクタ３２とのあいだの空間は、２つの表面波レゾネータ２，３の共振が室温のもとで等しくなるように選定される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】２つの周波数決定素子の結合体から成る第１の発振器を示す図である。
【図２】２つの周波数決定素子および１つの結合インダクタンスを備えた第２の発振器を示す図である。
【図３】別々の基板上に配置された２つの周波数決定素子を備えた第３の発振器を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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