Cтраница 2
Желательно, чтобы в конвольвере существовала волна только основного типа, поскольку наличие ПАВ двух или более типов приводит к искажениям. Волны высших типов можно подавить, обеспечив работу на частотах ниже частот отсечки. Однако амплитуды волн этих типов на высоких частотах в общем случае достаточно малы, так как их поперечное амплитудное распределение сильно отличается от распределения волны, падающей на край волновода. Это, в частности, относится к волне первого высшего типа, амплитудное распределение которой антисимметрично относительно центральной линии волновода. По этой причине возбуждение волн высших типов в общем случае мало, если а / Я0 С 4; данная цифра соответствует точке отсечки колебаний второго высшего типа. [16]
![]() |
Эффект длинной линии в конвольвере. [17] |
Предположим, что входные преобразователи конвольвера оптимально согласованы, а уровни мощностей входных сигналов находятся в допустимых пределах. Тогда, как следует из выражения (10.27) единственной действенной мерой, ведущей к росту выходного напряжения вырожденного акустического конвольвера, является уменьшение ширины W параметрического электрода. [18]
Чтобы определить частотный коэффициент передачи конвольвера, будем считать, что на два его входа поданы гармонические сигналы вида cos ( w1 /) и cos ( w20 с разными частотами. Предполагается, что устройство является билинейным и эффект свертки с отраженным сигналом подавлен; это в общем случае приемлемое приближение для хорошо спроектированного устройства. Выходной сигнал является суммой двух гармонических сигналов с суммарной и с разностной частотами. Обычно составляющую с разностной частотой не учитывают, так как она мала и не представляет интереса. [19]
![]() |
Диодный конвольвер Выходной сигнал снимается с верхнего левого преоб разователя в режиме возбуждения холостой волны. [20] |
Тем не менее после создания волноводпого акустического конвольвера эти новые устройства, которые, кстати говоря, весьма трудны в изготовлении, стали менее привлекательными. Однако они все-таки представляют определенный интерес не только вследствие их высокой эффективности, ной из-за того, что обусловили появление новых методов обработки сигналов. Сюда относится возможность запоминания опорного сигнала, что позволяет определять его корреляцию с поданным позднее сигналом, а также способность проводить корреляционную обработку сигнала, длительность которого намного больше акустической задержки в устройстве. [21]
![]() |
Эффект длинной линии в конвольвере. [22] |
Так как эффективность работы акустического: конвольвера с традиционной структурой невелика, были разработаны устройства нескольких типов с лучшими характеристиками. Здесь будет рассмотрен усовершенствованный акустический конвольвер; в § 10.4 описан ряд других устройств. [23]
![]() |
Циклическая линия задержки МОЖНО ПОЛУЧИТЬ СИГНЗЛ 182. [24] |
Акустоэлектро иные явления используются также в конвольвере на ПАВ, действие которого основано на нелинейном взаимодействии двух волн, распространяющихся навстречу друг другу. [25]
Например, Смайте и др. [434] разработали кремниевый конвольвер с воздушным зазором, в котором устройство с зарядовой связью встроено в кремниевую пластину. Здесь в устройство с зарядовой связью вводится сложный сигнал, используемый затем как опорное колебание для корреляционной обработки сигнала, который вводится позже в виде ПАВ. [26]
Прежде всего рассмотрим нелинейное взаимодействие двух ПАВ в конвольвере ( рис. 10.10, а), который по существу представляет собой простую линию задержки. Вначале будем считать, что входные сигналы fl ( t) и / з ( t) представляют собой гармонические колебания с частотами х и ог соответственно. Сигналы более общего вида будут рассмотрены в дальнейшем. [27]
Проведенные исследования [ 387, 388J показали, что конвольвер, рассматриваемый со стороны выхода, может быть представлен простой эквивалентной схемой, состоящей из генератора напряжения Fxx, последовательно с которым включена некоторая емкость, представляющая собой емкость, измеренную между параметрическим электродом и заземляющей пластиной. Отсутствие в эквивалентной схеме какого-либо активного сопротивления означает, что здесь могут генерироваться незатухающие колебания бесконечной мощности. Однако в действительности данный результат относится только к тому случаю, когда взаимодействие весьма невелико. При этом не происходит заметного уменьшения амплитуд ПАВ, что обычно наблюдается на практике. Тем не менее небольшое сопротивление все же присутствует из-за омического сопротивления параметрического электрода, а также вследствие того, что подача напряжения на электрод приводит к возбуждению объемных волн. [28]
Как и в других устройствах на ПАВ, на характеристики конвольвера оказывают влияние эффекты распространения волн. Изучим прежде всего влияние затухания, полагая, что прочие эффекты, связанные с распространением волны, отсутствуют. Рассмотрим вырожденное устройство, показанное на рис. 10.10, Примем во внимание задержку, вызванную пространственным разнесением преобразователей, которая ранее считалась пренебрежимо малой. [29]
Здесь будут рассмотрены искажения выходного сигнала, вызванные несовершенством устройства конвольвера, помимо эффекта свертки отраженного сигнала. Такие явления, как дисперсия, эффект длинной линии, а также несовершенство характеристик преобразователей, приводят к искажениям выходного сигнала, вызывая, например, увеличение ширины корреляционного пика и уменьшение отношения сигнал-шум. Кроме того, амплитуда пика будет в общем случае зависеть от взаимной синхронизации обрабатываемого сигнала и опорного колебания, что связано с пространственной неоднородностью. [30]