Устройство на поверхностных акустических волнах

Устройство на поверхностных акустических волнах

Реферат

 

Изобретение относится к акустоэлектронике и может быть использовано в различных акустоэлектронных устройствах, например при создании полосовых фильтров, линий задержки и других устройств на ПАВ. Цель изобретения - уменьшение неравномерности амплитудно-частотной характеристики и уменьшение габаритов звукопровода. Для достижения цели магнитное покрытие содержит акустопоглощающий материал и порошок феррита. 1 ил.

Изобретение относится к акустоэлектронике и может быть использовано в различных акустоэлектронных устройствах, например при создании поясовых фильтров, линий задержки и других устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Известны различные конструкции устройств на ПАВ, обеспечивающие уменьшение вносимого затухания, в которых с целью уменьшения вносимого затухания используется согласующая индуктивность, величина которой выбирается из условия обеспечения резонанса согласующей цепи на частоте акустического синхронизма преобразователя. Практическая реализация конструкции приводит к тому, что рядом с входом и выходом устройства на ПАВ должны быть расположены катушки индуктивностей.

Конструкция устройства на ПАВ в этом случае содержит пьезозвукопровод с нанесенными на его рабочую поверхность входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями и полосками акустопоглощающего материала, коммутационную плату, согласующие катушки индуктивностей с сердечниками. Необходимая величина индуктивности катушек в этом случае обеспечивается подстройкой с помощью ферритового сердечника. Габаритные размеры приведенной конструкции устройства на ПАВ значительны, так как необходима коммутационная плата и используется объемная катушка индуктивности, подстраиваемая с помощью сердечника. Очевидно, что упростить конструкцию и уменьшить габариты устройства на ПАВ можно путем замены внешних индуктивностей на индуктивности, устанавливаемые или наносимые на поверхность пьезозвукопровода. В конструкции, принятой нами за прототип, ожидаемый положительный эффект достигается за счет исключения коммутационной платы. Однако недостатком этой конструкции является удорожание устройства за счет того, что согласующие индуктивности занимают часть площади дорогостоящего, как правило, звукопровода.

Цель изобретения состоит в уменьшении неравномерности амплитудно-частотной характеристики и уменьшении габаритов звукопровода устройства на ПАВ.

Цель достигается тем, что устройство на ПАВ содержит пьезодиэлектрическую подложку, расположенные на ее рабочей грани входной и выходной встречно-штыревые преобразователи, размещенные на подложке у ее торцовых граней индуктивности и полоски акустопоглощающего материала, при этом акустопоглощающий материал выполнен на основе порошка магнитного материала и размещен поверх соответствующих миниатюрных индуктивностей, как правило, плоских.

Заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", поскольку неизвестны технические решения, характеризуемые признаками, совпадающими с существенными признаками из числа заявленной совокупности существенных признаков (или эквивалентные им) с достижением того же положительного эффекта. Заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна", поскольку неизвестны технические решения, характеризуемые совокупностью признаков, совпадающей с заявленной совокупностью существенных признаков.

На чертеже представлено предлагаемое устройство на ПАВ.

Предложенное устройство содержит пьезодиэлектрическую подложку 1 с нанесенными на ее рабочую грань входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями соответственно 2 и 6 и размещенными на подложке 1 у ее торцовых граней индуктивностями 5, 9 и полосками акустопоглощающего материала 4, 8.

Предложенное устройство на ПАВ работает следующим образом.

На входной преобразователь 2 через согласующую индуктивность 5 подается электрический сигнал. При этом индуктивность настроена в резонанс с емкостью встречно-штыревого преобразователя, что обеспечивает работу входного генератора на активную нагрузку и улучшает форму амплитудно-частотной характеристики устройства на ПАВ. Одновременно в связи с тем, что индуктивность, а также добавка порошка магнитного материала увеличивают удельный вес акустопоглощающего материала, улучшается поглощающая способность указанного материала. Это снижает уровень ложных ПАВ-сигналов в устройстве. Указанное снижение уровня ложных сигналов приводит к улучшению формы и повышению воспроизводимости амплитудно-частотной характеристики устройства.

За счет пьезодиэлектрических свойств подложки 1 во входном преобразователе 2 электрический сигнал преобразуется в ПАВ, которая распространяется вдоль рабочей поверхности подложки 1. При достижении ПАВ выходного преобразователя 6 она преобразуется в электрический сигнал, который поступает на электрическую нагрузку через настроенный резонансный контур, состоящий из индуктивности 9 и емкости выходного преобразователя 6. Благодаря этому емкость преобразователя 6 нейтрализуется и устройство работает на активную нагрузку, что также улучшает форму и повышает воспроизводимость амплитудно-частотной характеристики устройства. Одновременно в связи со значительным увеличением удельного веса поглощающего материала 8 увеличивается нагрузка акустопоглощающего материала на поверхность подложки 1. Это приводит к снижению уровня ложных сигналов ПАВ, переотраженных от торцов подложки 1, что также уменьшает неравномерность амплитудно-частотной характеристики устройства на ПАВ.

Уменьшение габаритов звукопровода достигается за счет уменьшения площади (размеров) звукопровода 1 по сравнению с прототипом, при этом элементы 4 и 8 выполняют (каждый) функции магнитного акустопоглощающего и конструкционного материала.

Поскольку указанный механизм присущ различным устройствам на ПАВ, заявляется не конкретное устройство, а любое устройство на ПАВ, содержащее пьезодиэлектрическую подложку с нанесенными на ее поверхность встречно-штыревыми преобразователями.

Пример реализации. Разработаны и изготовлены полосовые фильтры на частоту 24 МГц с полосой частот 1,2 МГц. Прототип был выполнен на пьезодиэлектрической подложке из ниобата лития с размерами 32 х 7,5 х 1,5 мм и с дискретными катушками индуктивности. Предлагаемое техническое решение позволило разместить тот же фильтр на подложке из ниобата лития с размерами 15 х 7,5 х 1,5 мм.

Габариты и стоимость фильтра уменьшились существенно, что позволило получить значительный экономический эффект. Так, экономический эффект в производстве равен: Э = (С₁ - С₂) А, тыс. руб. , где С₁ тыс. руб. - стоимость звукопровода устройства прототипа; С₂ тыс. руб. - стоимость звукопровода предлагаемого устройства; А, шт. - размер партии.

Э = (0,127 0,57) 1000 = 70,0 тыс. руб.

Уменьшено количество сборочных единиц, упрощена конструкция и технология монтажно-сборочных работ.

Преимущества предложенного устройства по сравнению с прототипом в части уменьшения неравномерности АЧХ подтверждены экспериментально при сопоставлении амплитудно-частотных характеристик в полосе пропускания и зонах подавления образцов, выполненных на основе устройств-прототипов и устройств предлагаемой конструкции.

Не наблюдалось негативных изменений качества акустопоглощающего материала после введения предлагаемых добавок в качестве наполнителя при климатических и механических испытаниях образцов. (56) Речицкий В. И. Акустоэлектронные радиокомпоненты. М. : Радио и связь, 1987.

Патент Великобритании N 2126034, кл. Н 03 Н 9/02, 1983.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ, содержащее пьезодиэлектрический звукопровод, входной и выходной встречно-штыревые преобразователи и согласующие индуктивности, размещенные на рабочей грани звукопровода, при этом согласующие индуктивности расположены у торцевых граней звукопровода и выполнены в виде плоских катушек индуктивности, поверх каждой из которых нанесено магнитное покрытие, отличающееся тем, что, с целью уменьшения неравномерности амплитудно-частотной характеристики и уменьшения габаритов звукопровода, магнитное покрытие согласующих индуктивностей содержит акустопоглощающий материал и порошок феррита.

РИСУНКИ

Рисунок 1