Пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов
Патент 726649
Авторы
Пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов
Иллюстрации
Реферат
У"" " >- ",":
О П ЙС А Н И Е <))) 726649
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советски к
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.?7 (21) 2565314/18-23 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .
Н 03 Н 9/00
G 01 R 23/02
Гесударстввииый комитет (23) П р и оритетв (53) УДК 621.396..966 (088.8) Опубликовано 05.04.80. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 15.04.80 яо делам изобретений и открытий
А. Н. Алексеев, В. С. Бондаренко, Б. Г. Бочков, В. Ю. Вальков, А. П. Крутов и Б. В. Соболев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЛСТВО
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ КОМПОНЕНТ СИГНАЛОВ
Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при измерении частотных компонент сигналов.
Известны пьезоэлектрические устройства для измерения частотных компонент сигналов, представляющие собой многоканальные фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие пьезоэлектрическую подложку, на рабочей поверхности которой размещены один широкополосный входной и несколько (по числу каналов) соосных с ним узкополосных выходных встречно-штыревых преобразователей (ВШП) ПАВ, каждый из которых настроен на частоту соответствующего канала (1) .
Основными недостатками таких устройств являются невысокая степень разрешения частотных компонент сигналов, а также ограниченный диапазон измеряемых частотных компонент сигналов.
Известно также устройство для измерения частотных компонент сигналов, содержащее пьезоэлектрическую подложку с расположенными на ее рабочей поверхности входным и выходными ВШП (2).
Недостатками этого устройства являются ограниченный диапазон измеряемых частот входных сигналов, лимитируемый полосой пропускания входного ВШП и частотными свойствами элементов дифракции и фокусировки, и невысокая точность измерения частотных компонент вследствие нарушения распределения амплитуд частотных компонент сигнала за счет различия длин путей и условий распространения, проходимых соответствующими лучами ПАВ от входного
ВШП до выходных преобразователей.
Цель изобретения — расширение диапазо1О на измеряемых частот и повышение точности измерения амплитуд частотных компонент. сигналов.
Это достигается тем, что введен вспомогательный встречно-штыревой преобразователь, расположенный между входным и выходными преобразователями, ориентированный ортогонально по отношению к входному преобразователю, а выходные преобразователи выполнены с периодом расположения электродов, равным разности периодов paczo положения электродов входного и вспомогательного преобразователей, и расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от геометрического центра вспомогательного преобразователя, при этом ко входу
726649 вспомогательного преобразователя подключены перестариваемый по частоте генератор синусоидальных сигналов.
На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.
Устройство содержит пьезоэлектрическую подложку 1, входной ВШП ПАВ 2, вспомогательный ВШП ПАВ 3, ориентированный ортогонально по отношению к входному ВШП 2, а также выходные ВШП, выполненные с периодом расположения электродов, равным разности периодов входного и вспомогательного ВШП; и расположенные по дуге окружности на одинаковом расстоянии от геометрического центра вспомогательного ВШП 3.
Принцип работы предлагаемого устройства основан на пространственном разделении частотных компонент входного сигнала за счет неколлинеарного нелинейного взаимодействия ПАВ, возбужденных входным ВШП
2, при приложении к нему входного сигнала с радиочастотным электрическим полем, возникающем на вспомогательном ВШП 3 при подключении его к генератору синусоидального сигнала. В результате такого нелинейного взаимодействия генерируется акустическая волна с частотой а =и4 + юг и волновым вектором К = К + К, где ы, К, и а а, К вЂ” частоты и волновые векторы входного и -вспомогательного сигналов соответственно при ортогонально ориентированных ВШП 2 и 3 генерируемая акустическая волна coq, К распространяется в направлении, составляющем с направлением распространения исходной входной ПАВ со,, К, угол х, определяемый только соотношением частот входного 0J и вспомогательного
ы сигналов.
cosñ — И,+ L0g.
В результате этого при фиксированной частоте вспомогательного сигнала, различным частотным компонентам входного сигнала однозначно соответствуют различные направления распространения ПАВ, определяемые углами у . Детектирование этих
ПАВ осуществляется теми выходными ВШП, ориентация которых по отношению к входному ВШП при данном фиксированном значении частоты вспомогательного сигнала определяется соответствующими углами g
При этом для лучшего согласования детектируемого сигнала с выходными ВШП, последние выполнены с периодом электродов, определяемым разностью периодов входного и вспомогательного ВШП, а для обеспечения равенства затухания распространяющихся под различными углами генерируемых сигналов выходные ВШП расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от центра вспомогательного ВШП 3.
Диапазон измеряемых частотных компонент входного сигнала определяется полосой пропускания входного ВШП и зависит от величины угла ориентации крайнего выходного ВШП 4 по отношению к входному
ВШП 2. В результате этого для устройства с заданным числом выходных ВШП и заданным значением угла ориентации крайнего выходного ВШП диапазон измеряемых частот входного сигнала при широкополосном входном ВШП определяется только ве1 личиной частоты вспомогательного сигнала. В устройстве возможно также регулирование разрешающей способности за счет соответствующего изменения частоты вспомогательного сигнала.
Таким образом, предложенное пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов позволяет значительно расширить диапазон измеряемых частот, повысить точность измерения амплитуд частотных компонент сигнала, а также осуществлять регулирование разрешающей способности устройства.
Формула изобретения
Пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов, содержащее пьезоэлектрическую подложку с расположенными на ее рабочей поверхности входным и выходными встречно-штыревыми преобразователями поверхностных акустических волн, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот и повышения точности измерения амплитуд частотных кмопонент сигналов, введен вспомогательный встречно-штыревой преобразователь, расположенный между входным и выходным преобразователями, ориентированный ортогонально по отношению к входному преобразователю, а выходные преобразователи выполнены с периодом расположения электродов, равным раз40 ности периодов расположения входного и вспомогательного преобразователей, и расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от геометрического центра
4S вспомогательного преобразователя, при этом ко входу вспомогательного преобразователя подключен перестраиваемый по частоте генератор синусоидальных сигналов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
SO
1. Мейне и др.. Применение устройств на поверхностных акустических волнах для обработки сигналов. <сТИИЭР», 1976, № 5, с. с. 81 — 97.
2. Патент Франции № 2275779, кл. G 01 R 23/02, опублик. 1976.
726649
Ф.с- 1
Составитель В. Банков
Редактор Н. Горват Техред К. Шуфрнч Корректор О. Ковннская
Заказ 855/) 9 Тираж 995 Подписное
U,H И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП в Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4