Дисперсионная линия задержки на поверхностных акустических волнах

Дисперсионная линия задержки на поверхностных акустических волнах

Реферат

 

Изобретение относится к акустоэлектронике. Цель изобретения - уменьшение вносимого затухания. Поставленная цель достигается путем смещения второго преобразователя на расстояние относительно первого вдоль своей оси симметрии в сторону того края апертуры, где расположены электроды первого преобразователя, наиболее удаленные от второго преобразователя. 1 ил.

Изобретение относится к акустоэлектронике, может быть использовано в качестве устройства формирования и сжатия частотно-модулированного сигнала. Известна дисперсионная линия задержки (ДЛЗ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащая пьезоэлектрический звукопровод и размещенные на его рабочей грани в одном акустическом канале первый встречно-штыревой преобразователь (ВШП), выполненный наклонным и неэквидистантным, и второй ВШП, выполненный веерным, в котором координаты осей симметрии электродов вдоль акустического канала выбраны из выражений x_i= i+x₀; i = , - , . . . , для нечетных N, x_i= (2i+1)+x₀; i = , - , . . . , для четных N, где х₁ - координаты средних линий электродов второго ВШП вдоль акустического канала; N - число электродов второго ВШП; V - скорость ПАВ; W - апертура второго ВШП; f_н, f_в - нижняя и верхняя граничные частоты полосы пропускания первого ВШП; х_о - координата поперечной оси симметрии второго ВШП; y - текущая координата вдоль поперечной оси симметрии второго ВШП, а ширина электродов второго ВШП выбрана из выражения D(y)= , где D(y) - ширина электродов второго ВШП; К_м - коэффициент металлизации второго ВШП. Однако такое устройство имеет избыточное вносимое затухание вследствие частотного рассогласования преобразователей в поперечном направлении. Целью изобретения является уменьшение вносимого затухания устройства. Поставленная цель достигается тем, что в ДЛЗ на ПАВ, содержащей пьезоэлектрический звукопровод и размещенные на его рабочей грани в одном акустическом канале первый ВШП, выполненный наклонным и неэквидистантным, и второй ВШП, выполненный веерным, в котором координаты осей симметрии электродов вдоль акустического канала выбраны из выражений x_i= i+x₀; (1) i = , - , . . . , для нечетных N, ^xi⁼ ] ^(2i+1)+x0; (2) i = , - , . . . , для четных N, а ширина электродов второго ВШП выбрана из выражения D(y)= , (3) второй преобразователь смещен относительно первого вдоль своей оси симметрии в сторону того края апертуры, где расположены электроды первого ВШП, наиболее удаленные от второго ВШП, на расстояние = Xcos1+ , (4) где - угол наклона первого ВШП; К - коэффициент электромеханической связи пьезозвукопровода; Х - ширина контактной площадки первого ВШП, ближней к второму ВШП. Предлагаемое решение соответствует критерию "существенные отличия", так как сдвиг первого и второго преобразователей друг относительно друга указанной величины и направления обеспечивает компенсацию паразитного смещения акустического пучка и придает устройству новое свойство - отсутствие поперечного частотного рассогласования преобразователей, что позволяет уменьшить вносимое затухание устройства. На чертеже схематически показано устройство. Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, на рабочей грани которого в одном акустическом канале размещены первый ВШП 2, выполненный наклонным и неэквидистантным, и второй ВШП 3, выполненный веерным, в котором координаты осей симметрии электродов вдоль акустического канала выбраны из выражений (1) и (2), а ширина электродов выбрана на выражения (3), сдвинутый относительно первого в поперечном направлении в сторону того края апертуры, где расположены электроды первого ВШП, наиболее удаленные от второго ВШП, на расстояние, определяемое из выражения (4). Заявляемое устройство работает следующим образом. Электрический сигнал подводится к входному ВШП 2 и преобразуется им в акустические колебания, распространяющиеся в пьезоэлектрическом звукопроводе 1, в частности к выходному ВШП 3, который преобразует их в электрический сигнал. Причем поскольку один из преобразователей неэквидистантный различные частотные составляющие входного сигнала преобразуются различными группами электродов, находящимися на разном расстоянии от веерного ВШП. Тем самым различные частотные составляющие задерживаются на разное время, т. е. устройство обладает дисперсией, определяемой топологией, поскольку один из преобразователей веерный, различные частотные составляющие акустического сигнала распределены по апертуре акустического канала. При распространении от входного преобразователя к выходному акустическая волна преломляется на неоднородности, которую представляет собой контактная площадка наклонного ВШП, ближняя к веерному ВШП, вследствие разницы в скоростях распространения ПАВ на свободном и металлизированном участках поверхности пьезозвукопровода. В результате этого преломления все частотные составляющие акустического сигнала оказываются сдвинутыми в поперечном направлении на величину, определяемую формулой (4). Для компенсаций этого сдвига второй преобразователь смещен относительно первого. В устройстве-прототипе вследствие преломления ПАВ на наклонной контактной площадке и сдвига каждой частотной составляющей прием акустического сигнала выходным ВШП осуществляется не на частоте синхронизма. Поэтому такое устройство вносит избыточное затухание. Оценим величину этого затухания для устройства на ниобате лития со следующими параметрами: центральная частота 100 МГц, полоса пропускания 30 МГц, апертура 2 мм, в веерном ВШП 20 пар электродов, угол наклона неэквидистантного ВШП = 20^о, ширина контактной площадки 1 мм. Величина поперечного сдвига акустического пучка вследствие преломления ПАВ на контактной площадке для такого устройства составляет 140 мкм. Исходя из линейного распределения частот по апертуре нетрудно рассчитать, что такому сдвигу соответствует частотное рассогласование преобразователей на 2,1 МГц. Полагая часть апертуры акустического канала, в которой распространяются колебания данной частоты f_т, достаточно малой, можно оценить коэффициент передачи на этой частоте функцией вида sin x/х, где х = N(f - f_т)/f_т, N - число пар электродов веерного ВШП, f - частота синхронизма участка приемного ВШП. Для устройства-прототипа с указанными параметрами величина коэффициента передачи при f_т = f составит приблизительно 0,7 от уровня согласованного излучения - приема ПАВ, что соответствует избыточному вносимому затуханию в 3 дБ. В заявляемом устройстве при наличии указанного сдвига ВШП друг относительно друга отсутствует рассогласование преобразователей по частоте и избыточное затухание. (56) Фильтры на поверхностных акустических волнах. /Под ред. Г. Мэттьюза, М. : Радио и связь, 1981, с. 319-322. Авторское свидетельство СССР N 1627052, кл. Н 03 Н 9/145, 1989.

Формула изобретения

ДИСПЕРСИОННАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ по авт. св. N N 1627052, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения вносимого затухания, второй преобразователь смещен на расстояние относительно первого вдоль своей оси симметрии в сторону того края апертуры, где расположены электроды первого преобразователя, наиболее удаленные от второго преобразователя, причем = Xcos1 + , где - угол наклона первого преобразователя; K - коэффициент электромеханической связи пьезозвукопровода; X - ширина контактной площадки первого преобразователя, ближней к второму преобразователю.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000