(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４辺のいずれか１辺に圧電共振子が接続され、他の３辺に抵抗が接続されたブリッジ回路よりなり、このブリッジ回路の対向する一方の接続点間にＦＭ中間周波信号が入力され、他方の接続点間から出力が取り出される移相器の温度特性演算方法であって、
上記圧電共振子を構成する圧電材料の容量の温度特性をεTC、比帯域幅をΔｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性をＦｒTC、反共振周波数の温度特性をＦａTC、圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性をＣｆｏTCとしたとき、移相器の中心周波数の温度特性ＴｆｏTCを次の近似式によって求めることを特徴とする移相器の温度特性演算方法。
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC…(4)
但し、Ｋ＝ＦｒとＦａの中点におけるインピーダンスにより決まる係数
εTC＝Ａ×（測定温度範囲内における容量変化幅）／（基準温度時の容量×測定温度範囲）
Δｆ／ｆｏ＝（基準温度時のＦａ−基準温度時のＦｒ）／（基準温度時のｆｏ）
ＦｒTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦｒ変化幅）／（基準温度時のＦｒ×測定温度範囲）
ＦａTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦａ変化幅）／（基準温度時のＦａ×測定温度範囲）
ＣｆｏTC＝Ａ×（圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性）
Ａ＝温度特性が正傾向のとき＋１、負傾向のとき−１となる係数
【請求項２】
４辺のいずれか１辺に圧電共振子が接続され、他の３辺に抵抗が接続されたブリッジ回路よりなり、このブリッジ回路の対向する一方の接続点間にＦＭ中間周波信号が入力され、他方の接続点間から出力が取り出される移相器の設計方法であって、
上記圧電共振子を構成する圧電材料の容量の温度特性εTC、比帯域幅Δｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTC、圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性ＣｆｏTC、および移相器の中心周波数の温度特性の目標値αとの間に、次式が成立するように上記圧電材料を選定することを特徴とする移相器の設計方法。
｜（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC｜≦α…(1)
但し、Ｋ＝ＦｒとＦａの中点におけるインピーダンスにより決まる係数
εTC＝Ａ×（測定温度範囲内における容量変化幅）／（基準温度時の容量×測定温度範囲）
Δｆ／ｆｏ＝（基準温度時のＦａ−基準温度時のＦｒ）／（基準温度時のｆｏ）
ＦｒTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦｒ変化幅）／（基準温度時のＦｒ×測定温度範囲）
ＦａTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦａ変化幅）／（基準温度時のＦａ×測定温度範囲）
ＣｆｏTC＝Ａ×（圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性）
Ａ＝温度特性が正傾向のとき＋１、負傾向のとき−１となる係数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電共振子を用いた移相器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＭ波の周波数変化を電圧変化として検出する移相器に圧電共振子を用いたＦＭ検波回路が知られている。この圧電共振子用の圧電材料としては、一般的に、広い復調出力帯域幅を得るために、低いＱ、広帯域Δｆ（＝Ｆａ−Ｆｒ）の材料が用いられている。しかし、これまで圧電材料の各種温度特性の関係が適当でなく、圧電共振子の温度特性（ｆｏTC）が比較的大きかった。このため、セット機器での動作保証温度範囲がＦＭ用セラミックフィルタよりも狭く、使用可能なセット機器も限定されていた。
【０００３】
従来の場合、圧電共振子の温度特性（ｆｏTC）は２５ｐｐｍ／℃程度であり、ｆｏ＝１０．７ＭＨｚの圧電共振子であれば、１００℃の温度範囲で約２８ｋＨｚ、１５０℃の温度範囲で約４０ｋＨｚの周波数変化に相当する。また、従来品では２０℃よりも高温の領域で周波数変化が大きくなる傾向にあったため、一般的に使われるｆｏTCの規格、すなわち中心周波数ｆｏの変化量±３０ｋＨｚを満足するために、動作保証温度の上限を６０℃とする場合が多かった。
【０００４】
そこで、本発明者らは、圧電共振子の周波数温度特性を安定させる方法を提案した（特願２００１−８９０６４号）。
この方法は、圧電共振子の中心周波数の温度特性ｆｏTCと共振周波数の温度特性ＦｒTCおよび反共振周波数の温度特性ＦａTCの平均値との差と、容量の温度特性εTCと比帯域幅Δｆ／ｆｏとの積との間に、比例関係が存在するという知見に基づき、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTC、容量の温度特性εTCおよび比帯域幅Δｆ／ｆｏから、中心周波数の温度特性ｆｏTCを近似的に求め、この温度特性ｆｏTCが目標値内に収まるようにしたものである。
【０００５】
ところで、図１に示すように、３辺に抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 が接続され、残りの１辺に圧電共振子Ｄが接続されたブリッジバランス型の移相器が知られている。図１の（ａ）は回路図、（ｂ）は出力電圧Ｅｏの位相変化を示す。図から明らかなように、中心周波数ｆｏにおいて出力電圧Ｅｏが入力電圧Ｅｉよりも位相が９０°遅れて取り出されるよう設計されている。
検波用ＩＣの内部にある抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 の抵抗値により、中心周波数ｆｏとするインピーダンス値が決まり、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は１ｋΩ付近の抵抗値に設定されているのが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、検波用ＩＣによっては、内部回路固有の温度特性を有するものがあり、ｆｏとする抵抗値がずれてくるものがある。これはブリッジ回路を構成する抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 そのものの温度特性にも関係するが、中には抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 に並列にコンデンサが接続されていたり、いずれかの抵抗がコンデンサで置き換えられたものもあり、コンデンサの温度特性が大きく影響している場合がある。
このように検波用ＩＣ自体がｆｏとする抵抗値を変えてしまうような温度特性を持っていると、いくら圧電共振子の方で温度特性ｆｏTCを安定させても、検波用ＩＣを含んだ移相器全体では温度特性ｆｏTCが悪化してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、検波用ＩＣ自体の温度特性に強い傾向があった場合でも、回路全体で安定な温度特性ｆｏTCを得ることができる移相器の温度特性演算方法及び移相器の設計方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、４辺のいずれか１辺に圧電共振子が接続され、他の３辺に抵抗が接続されたブリッジ回路よりなり、このブリッジ回路の対向する一方の接続点間にＦＭ中間周波信号が入力され、他方の接続点間から出力が取り出される移相器の温度特性演算方法であって、上記圧電共振子を構成する圧電材料の容量の温度特性をεTC、比帯域幅をΔｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性をＦｒTC、反共振周波数の温度特性をＦａTC、圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性をＣｆｏTCとしたとき、移相器の中心周波数の温度特性ＴｆｏTCを次の近似式によって求めることを特徴とする移相器の温度特性演算方法を提供する。
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC…(4)
但し、Ｋ＝ＦｒとＦａの中点におけるインピーダンスにより決まる係数
εTC＝Ａ×（測定温度範囲内における容量変化幅）／（基準温度時の容量×測定温度範囲）
Δｆ／ｆｏ＝（基準温度時のＦａ−基準温度時のＦｒ）／（基準温度時のｆｏ）
ＦｒTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦｒ変化幅）／（基準温度時のＦｒ×測定温度範囲）
ＦａTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦａ変化幅）／（基準温度時のＦａ×測定温度範囲）
ＣｆｏTC＝Ａ×（圧電共振子を除く移相器の中心周波数の温度特性）
Ａ＝温度特性が正傾向のとき＋１、負傾向のとき−１となる係数
【０００９】
まず最初に、特願２００１−８９０６４号で提案した圧電共振子単体の温度特性を制御する方法について説明する。
一般に、圧電セラミックスにおいては、端子間容量の温度特性εTCは正の傾向を持ち、温度が上昇すると容量が大きくなる。つまり、温度上昇すると、図２に破線で示すように、容量の温度特性のために圧電共振子のインピーダンスが低下し、中心周波数ｆｏが高周波側（ｆｏ’で示す）へずれる。なお、ここではインピーダンス値が１ｋΩと一致するところをｆｏとした。一方、共振周波数の温度特性ＦｒTCや反共振周波数の温度特性ＦａTCは負の傾向を有するので、温度が上昇すると、図２に二点鎖線で示すように周波数Ｆｒ，Ｆａは低下し、中心周波数ｆｏが低周波側（ｆｏ''で示す）へずれる。このずれを互いにキャンセルさせれば、温度変化に伴う中心周波数ｆｏの変化量が少なくなり、圧電共振子自体の温度特性ｆｏTCを改善することが可能となる。
そこで、種々の圧電材料について、その容量の温度特性εTC、比帯域幅Δｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTC、中心周波数の温度特性ｆｏTCを測定したところ、中心周波数の温度特性ｆｏTCと共振周波数の温度特性ＦｒTCおよび反共振周波数の温度特性ＦａTCの平均値との差と、容量の温度特性εTCと比帯域幅Δｆ／ｆｏとの積との間に、比例関係が存在することを発見した。つまり、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTC、容量の温度特性εTCおよび比帯域幅Δｆ／ｆｏから、中心周波数の温度特性ｆｏTCを近似的に求めることが可能である。
したがって、圧電共振子の中心周波数の温度特性の目標値をβとしたとき、次の関係式に応じて容量の温度特性εTC、比帯域幅Δｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTCを決定すれば、圧電共振子の温度特性ｆｏTCを目標値β以内に収めることが可能となる。但し、Ｋは係数である。
｜（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）｜≦β
【００１０】
表１は、Ａ〜Ｅの５種類のＰＺＴ系の圧電材料を使用した厚みすべり振動モードの圧電共振子について、その温度特性および比帯域幅を求めたものである。なお、ここではインピーダンス値が１ｋΩと一致するところをｆｏ（ｆｏ＝１０．７ＭＨｚ）とした。
【表１】
0004178804.tif 000002
なお、表１において、Ａは既存の圧電材料を用いた圧電共振子であり、Ｂ〜Ｅは実験のために新たに作成した圧電共振子である。
【００１１】
表２は、表１における温度特性および比帯域幅を用いて、Ａ〜Ｅの各試料について、容量の温度特性εTCと比帯域幅との積、および中心周波数の温度特性ｆｏTCと共振周波数の温度特性ＦｒTCおよび反共振周波数の温度特性ＦａTCの平均値との差を求めたものである。
【表２】
0004178804.tif 000003
【００１２】
図３は表２における容量の温度特性εTCと比帯域幅Δｆ／ｆｏとの積を横軸にとり、中心周波数の温度特性ｆｏTCと共振周波数の温度特性ＦｒTCおよび反共振周波数の温度特性ＦａTCの平均値との差を縦軸にとり、Ａ〜Ｅの各試料についてプロットしたものである。
図３から明らかなように、全ての試料の値は１本の直線ｙ＝０．２２５ｘにのっていることが分かる。つまり、圧電共振子の中心周波数の温度特性ｆｏTCは、
ｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋０．２２５×εTC×（Δｆ／ｆｏ）…(3)
で近似できる。
【００１３】
上記の場合には、インピーダンス値が１ｋΩと一致するところをｆｏとする圧電共振子を用いたので、係数Ｋ＝０．２２５としたが、これとは異なるインピーダンス値をｆｏとする圧電共振子の場合には、係数Ｋの値は異なる。
図１のようなブリッジバランス回路を用いた移相器の場合、検波用ＩＣの内部にあるＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 の抵抗値によりｆｏとするインピーダンス値が決定される。
【００１４】
表３は上記計算式により求めたｆｏTCと、実測したｆｏTCとを比較したものである。
表３から明らかなように、計算値と実測値とがよく近似しており、計算式(3) 式が高い精度を持つことがわかる。また、既存の圧電材料を用いた圧電共振子Ａに比べて、新たに作成した圧電材料を用いた圧電共振子Ｂ〜Ｅは良好な温度特性を持ち、特にＢ〜Ｄが好ましい特性を有する。
【表３】
0004178804.tif 000004
【００１５】
以上説明した方法は、圧電共振子単体の温度特性ｆｏTCを求め、その温度特性を制御する方法であるが、この圧電共振子が接続される検波用ＩＣによっては、内部回路固有の温度特性を有するものがあり、ｆｏとする抵抗値がずれてくるものがある。このように検波用ＩＣ自体がｆｏとする抵抗値を変えてしまうような温度特性を持っていると、いくら圧電共振子の方でＺ＝１ｋΩ付近となる周波数を安定させても、検波用ＩＣを含んだ移相器全体では温度特性ｆｏTCが悪化してしまう。
そこで、本発明では、検波用ＩＣ自体の温度特性に強い傾向があった場合でも、移相器全体として安定な温度特性ｆｏTCを得る方法を提案する。
すなわち、圧電共振子を含んだ移相器全体の温度特性をＴｆｏTC、圧電共振子を除く移相器の温度特性をＣｆｏTCとすると、次式で温度特性ＴｆｏTCを近似した。
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋０．２２５×εTC×（Δｆ／ｆｏ）
＋ＣｆｏTC                                          …(4)
移相器全体の中心周波数の温度特性の目標値をαとすると、次式が成立するように検波用ＩＣおよび圧電共振子の温度特性を選択すればよい。
｜（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC｜≦α…(1)
例えば、ｆｏとする抵抗値が温度と正相関関係にある検波用ＩＣに対して、単品でのｆｏTCが負傾向を持つ圧電共振子を接続すれば、両者の温度特性が打ち消しあい、ＩＣ込みの移相器全体でのｆｏTCを安定させることができる。
【００１６】
圧電共振子が外装樹脂で封止された構造である場合、圧電共振子そのものの温度特性、圧電共振子を除く移相器の温度特性ＣｆｏTCの他に、外装樹脂の温度特性の影響を受ける。
そこで、外装樹脂の応力による中心周波数の温度特性ＲｆｏTCを加算することで、移相器の中心周波数の温度特性ｆｏTCを目標値α内に制御できる。すなわち、
｜（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＲｆｏTC＋ＣｆｏTC｜≦α                                              …(2)
【００１７】
本発明に係る移相器は、４辺のいずれか１辺にディスクリミネータが接続されたブリッジ回路よりなり、このブリッジ回路の対向する一方の接続点間にＦＭ中間周波信号が入力され、他方の接続点間から出力が取り出されるものを用いている。
ブリッジバランス型の移相器は復調歪みが少なく、良好な復調出力を得ることができる。圧電共振子以外の３辺には、抵抗を接続してもよいし、抵抗と並列にコンデンサを接続したり、いずれかの抵抗をコンデンサで置き換えてもよい。
【００１８】
目標とする移相器の中心周波数の温度特性αとしては、１８ｐｐｍ／℃とするのが望ましい。
すなわち、ｆｏTCを±１８ｐｐｍ／℃以内とすれば、ｆｏ＝１０．７ＭＨｚの場合、１５０℃の温度範囲で約±２９ｋＨｚの周波数変化に相当することから、これを満足すれば、例えば−４０℃〜１０５℃の動作保証も可能になる。つまり、従来の動作保証温度の上限が６０℃であるのに対し、本発明では１００℃以上に上げることができる。
【００１９】
ＦｒとＦａの中点におけるインピーダンスにより決まる係数Ｋ＝０．２２５としてもよい。
インピーダンス値が１ｋΩと一致するところをｆｏとする圧電共振子の場合、係数Ｋ＝０．２２５にすることで、中心周波数の温度特性ｆｏTCと共振周波数の温度特性ＦｒTCおよび反共振周波数の温度特性ＦａTCの平均値との差と、容量の温度特性εTCと比帯域幅との積とがほぼ完全に比例関係となり、中心周波数の温度特性ｆｏTCを正確に求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図４は本発明にかかる圧電共振子Ｄの一例であるチップ型圧電共振子を示す。
この圧電共振子Ｄは、絶縁性の基板１、基板１の上に枠状に形成されたガラスペーストなどからなる絶縁層５、基板１上に形成された電極２，３上に導電ペースト４を介して接続固定された圧電素子６、圧電素子６の上面および両側面に塗布されたシリコーンゴムなどからなるダンピング材７，８、基板１の絶縁層５の上に接着剤（図示せず）を介して接着固定され、圧電素子６を封止する金属キャップ９などで構成されている。圧電素子６はエネルギー閉じ込め型厚みすべり振動モードの素子であり、短冊形の圧電基板６ａを有する。圧電基板６ａの表裏主面には、中央部で対向するように電極６ｂ，６ｃが形成され、これら電極６ｂ，６ｃは圧電基板６ａの異なる端部の端面を介して反対側の主面まで引き出されている。ここでは、圧電基板６ａの材料としてＰＺＴを使用し、基板１の材料として圧電基板６ａとほぼ同等な熱膨張係数を持つセラミック材料を使用した。
この圧電共振子の場合には、圧電素子６が周囲から殆ど拘束されないので、その温度特性は圧電素子６自体の温度特性で求めることができる。
【００２１】
図５，図６は、上記構造を持つ圧電共振子Ｄの単体の温度特性（（ａ）で示す）と、この圧電共振子Ｄをｆｏとする抵抗値が温度と正相関関係にある検波用ＩＣ（図１参照）に接続し、移相器全体の温度特性（（ｂ）で示す）とを測定したものである。
図５では、単品でのｆｏTCがほぼフラットな特性（ｆｏTC＝−２．８ｐｐｍ／℃）を持つ圧電共振子を使用し、図６では、単品でのｆｏTCが負の特性（ｆｏTC＝−３３．８ｐｐｍ／℃）を持つ圧電共振子を使用した。
また、検波用ＩＣとして、その内部抵抗の変化による温度特性ＣｆｏTC＝＋２８．２ｐｐｍ／℃（推定値）のものを使用した。ＣｆｏTCの値は、例えば単品でほぼフラットなｆｏTCを持つ圧電共振子を検波用ＩＣに接続し、移相器全体でのｆｏTCを測定することで推定することができる。
【００２２】
表４は、図５，図６で使用した圧電共振子（ｆｏ＝１０．７ＭＨｚ）のＦｒTC、ＦａTC、εTC、Δｆ／ｆｏ、ｆｏTCおよび移相器全体の温度特性ＴｆｏTCを示す。
ただし、ＦｒTC，ＦａTC，εTCおよびΔｆ／ｆｏは以下の計算式で、測定温度範囲を−２０℃〜＋８０℃とし、基準温度を＋２０℃として求めた。
ＦｒTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦｒ変化幅）／（基準温度時のＦｒ×測定温度範囲）
ＦａTC＝Ａ×（測定温度範囲内におけるＦａ変化幅）／（基準温度時のＦａ×測定温度範囲）
εTC＝Ａ×（測定温度範囲内における容量変化幅）／（基準温度時の容量×測定温度範囲）
Δｆ／ｆｏ＝（基準温度時のＦａ−基準温度時のＦｒ）／（基準温度時のｆｏ）
Ａ＝温度特性が正傾向のとき＋１、負傾向のとき−１となる係数
【００２３】
【表４】
0004178804.tif 000005
【００２４】
圧電共振子単体のｆｏTCは、上記特性値を(3) 式に代入して計算したものである。すなわち、図５の場合には、
ｆｏTC＝（−９０−２５）／２＋０．２２５×２４３０×０．１
＝−２．８３ｐｐｍ／℃
図６の場合には、
ｆｏTC＝（−１３５−７５）／２＋０．２２５×３４００×０．０９２
＝−３４．６ｐｐｍ／℃
となる。これら計算値は実測値（−２．８  ｐｐｍ／℃，−３３．８ｐｐｍ／℃）とよく一致していることがわかる。したがって、(3) 式の正確さが確かめられた。
【００２５】
次に、Ｋ＝０．２２５を(4) 式に代入し、移相器全体の温度特性ＴｆｏTCを計算すると、図５の場合には
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC
＝（−９０−２５）／２＋０．２２５×２４３０×０．１＋２８．２
＝＋２５．３８ｐｐｍ／℃
図６の場合には、
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋Ｋ×εTC×（Δｆ／ｆｏ）＋ＣｆｏTC
＝（−１３５−７５）／２＋０．２２５×３４００×０．０９２＋２８．２
＝−６．４２ｐｐｍ／℃
となる。これら計算値も実測値（＋２５．４ｐｐｍ／℃，−６．５ｐｐｍ／℃）がよく一致していることがわかる。したがって、(4) 式の正確さが実証された。
【００２６】
表４から明らかなように、図５のような温度特性がほぼフラット（ｆｏTC＝−２．８ｐｐｍ／℃）な圧電共振子を使用した場合には、移相器全体の温度特性ＴｆｏTCは＋２５．４ｐｐｍ／℃であり、温度特性がよくない。
これに対し  図６のような温度特性が負傾向（ｆｏTC＝−３３．８ｐｐｍ／  ℃）を持つ圧電共振子を使用した場合には、移相器全体の温度特性ＴｆｏTCは−６．５ｐｐｍ／℃となり、良好な温度特性が得られた。
ＦＭ検波回路の場合、（1)式つまり温度特性（絶対値）を１８ｐｐｍ／℃以下とすることが求められており、図６の場合にはその条件を満たしていることがわかる。
このように検波用ＩＣのみの温度特性ＣｆｏTCを考慮し、これに接続する圧電共振子として逆特性を持つものを選定することで、移相器全体の良好な温度特性を得ることができる。
【００２７】
図７は本発明の圧電共振子として使用可能な圧電共振子の他の例を示す。
この圧電共振子は、樹脂封止形のリード付き圧電共振子である。
圧電共振子は、ｆｏ＝１０．７ＭＨｚの短冊形の厚みすべり振動モードの圧電素子１０を備えている。圧電素子１０の表裏面中央部には振動電極１０ａ，１０ｂが形成され、両端部には端子電極１０ｃ，１０ｄが形成され、これら端子電極１０ｃ，１０ｄにリード端子１１，１２が半田付け１３されている。なお、一方のリード端子１１は圧電素子１０の裏面側から表面側へ折り返されている。圧電素子１０の振動電極１０ａ，１０ｂの周囲はシリコーンゴムよりなる弾性材１４で覆われており、圧電素子１０の周囲全体がエポキシ樹脂よりなる外装樹脂１５で覆われている。さらに、その周囲が、透明なエポキシ樹脂よりなる表皮樹脂１６で覆われている。
【００２８】
上記のように、圧電素子１０の周囲が外装樹脂１４，１５，１６で覆われた圧電共振子の場合、移相器の温度特性ＴｆｏTCに、圧電共振子単体の温度特性ｆｏTC、圧電共振子を除く検波用ＩＣの温度特性ＣｆｏTCの他に、外装樹脂１４，１５，１６の締付応力によるＲｆｏTCが影響する。
つまり、移相器の温度特性ＴｆｏTCは次式のようになる。
ＴｆｏTC＝（ＦｒTC＋ＦａTC）／２＋０．２２５×εTC×（Δｆ／ｆｏ）
＋ＲｆｏTC＋ＣｆｏTC                                …(5)
図７に示す樹脂封止型の圧電共振子について、外装樹脂１４，１５，１６の締付応力によるＲｆｏTCを測定したところ、＋１５ｐｐｍ／℃（実測値）程度であった。
そこで、このＲｆｏTCを(5) 式に代入して移相器の温度特性ＴｆｏTCを求めた。ここで、ＦｒTC，ＦａTC，εTC、Δｆ／ｆｏ、ＣｆｏTCなどの値は図５，図６と同様とした。
図５の場合には
ＴｆｏTC＝（−90−25）／２＋0.225 ×2430×0.1 ＋15＋28.2
＝＋４０．３７ｐｐｍ／℃
図６の場合には、
ＴｆｏTC＝（−135 −75）／２＋0.225 ×3400×0.092 ＋15＋28.2
＝＋８．５８ｐｐｍ／℃
となる。
中心周波数の温度係数の目標値α＝１８ｐｐｍ／℃とすると、図６の圧電共振子を用いた移相器の温度特性ＴｆｏTC＝＋８．５８ｐｐｍ／℃は目標値αより十分に小さく、良好な結果が得られた。
【００２９】
上記実施例では、ブリッジバランス型の移相器について説明したが、これに限るものではなく、圧電共振子を用いた公知の如何なる形式の移相器にも適用できる。また、ブリッジバランス型の場合、３辺に抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 を接続したものに限らず、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 に並列にコンデンサが接続されていたり、いずれかの抵抗がコンデンサで置き換えられたものでもよい。
圧電共振子の構造は、図４のようなキャップ封止構造や、図７のような樹脂封止構造に限らず、従来公知の積層接着構造であってもよい。この場合には、外装樹脂を使用していないので、(3) 式を用いてｆｏTCを計算できる。
さらに、本発明の圧電共振子の振動モードは厚みすべり振動モードに限らず、厚み縦振動モードであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る発明によれば、検波用ＩＣのみの温度特性ＣｆｏTCを考慮し、これに逆の温度特性を持つ圧電共振子を接続することで、移相器全体の良好な温度特性を得ることができる。
特に、圧電共振子を構成する容量の温度特性εTC、比帯域幅Δｆ／ｆｏ、共振周波数の温度特性ＦｒTC、反共振周波数の温度特性ＦａTCを考慮して、検波用ＩＣと圧電共振子との組み合わせを判断するので、移相器の温度特性を高精度に制御できる。
この移相器を用いれば、動作保証温度範囲を広げることができ、セット機器での動作保証温度範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリッジ回路を構成した移相器の回路図およびその位相特性図である。
【図２】容量およびＦｒ，Ｆａの温度特性によるインピーダンス特性の変化を示す図である。
【図３】圧電共振子の温度特性式を求めるための特性図である。
【図４】本発明に係る圧電共振子の一例の分解斜視図である。
【図５】フラットな温度特性を有する圧電共振子単体の温度特性とこの圧電共振子を接続した移相器の温度特性とを示す図である。
【図６】負の温度特性を有する圧電共振子単体の温度特性とこの圧電共振子を接続した移相器の温度特性とを示す図である。
【図７】本発明に係る圧電共振子の他の例の正面断面図および側面断面図である。
【符号の説明】
ＩＣ            検波用ＩＣ
Ｒ1 〜Ｒ3       抵抗
Ｄ              圧電共振子
【図１】
0004178804.tif 000006
【図２】
0004178804.tif 000007
【図３】
0004178804.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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