The Monolithic Crystal Filter(MCF), as its name implies, consists of a single crystal blank with several electrodes plated on it. By using the acoustic coupling between its resonators, MCF performs excellent frequency selectivity and due to its small size and reliability, is best fitted for use as high performance band-pass filters.
This paper primarily concerns with the theoretical analysis of the MCF. As the MCF is essentially an acoustic phenomenon combined with the piezoelectricity of quartz crystal, the analysis of the MCF requires complicated mathematical analysis.
In this paper, analysis of the MCF is performed from the equivalent circuit point of view. First, an accurate equivalent circuit model by acoustic analysis is presented. This model is that transformed to obtain the generally accepted lumped bandpass filter equivalent circuit model, from which the circuit parameter values of the MCF can be attained. But as this model is too ideal and parameter values hard to obtain experimentally, a different approach is tried.
This model (chap. 4) is based on considerably simplified assumptions and the derived equations have contained easily measurable parameter values only.
Although this simplified model seems inaccurate compared to distributed parameter model, the validity of these equations are experimentally verified.
Experiments are performed for double resonator cases only, the true MCF being a simple extension of double resonators.
Along with the experiments, some interesting points helpful for accurate measurements are described.
Although the analysis presented in this paper seems to be insufficient, it might be of great help for those who seek practical design formula suitable for fabricating the MCF.
본 논문에서는 등가회로적 관점에서 본 MCF의 이론적 해석을 행하였다. MCF가 음향학적인 현상이기 때문에 그 엄밀한 해석을 위하여 제III장에서는 분포정수등가회로의 취급과 그것의 집중정수 등가회로 근사법의 문제를 다루었다. 그러나 prateback R의 측정이 곤란하다는 점에서 실제 응용에 쓰기에는 어려움을 보였고, 따라서 제IV장에서는 보다 단순화된 가정에서 출발한 새로운 설계 공식의 유도에 촛점을 두었다. 실험에 앞서서는 결합계수의 측정에 관한 새로운 공식을 구하였으며, 이 식은 실제적인 경우에 매우 유용한 공식임이 밝혀졌다. 또 다른 논문에서 제안된 몇개의 $L_1$값에 대한 공식과도 비교하여 본 논문의 식 (4-3) 이 가장 잘 맞음을 실험적으로 입증하였다.
이상으로 이중공진자에 대한 이론의 정립에 노력하였는데, 그 결과는 실험과 잘 일치하며, 4전극, 8전극의 경우에 적용시켜 만들어 본 결과(권구빈, 송성욱 논문 참조)로도 이론과 잘 맞아 들 어감을 알수 있다.
그러나 아직 완전히 해결되지 않은 문제-Q값의 극대화, mask의 정확한 제작, 보조전극을 넣은 MCF의 제작 설계등-가 있으며 앞으로 더 깊은 연구를 필요로 한다고 보겠다.
