Встречно-штыревой преобразователь

Cтраница 1

Встречно-штыревой преобразователь возбуждает поверхностные акустические волны вследствие пьезоэлектрического эффекта. Как показано на рис. 1.2, преобразователь состоит из группы идентичных электродов, которые поочередно подключены к двум металлическим шинам. Если к ВШП приложено переменное напряжение, то в преобразователе возникает пространственно периодическое электрическое поле, период L которого равняется расстоянию между электродами, соединенными с одноименной шиной. Из-за пьезоэлектрического эффекта в звукопроводе возникает соответствующее распределение механических напряжений. Чтобы связь с поверхностными акустическими волнами была эффективной, период преобразователя L должен быть равен длине поверхностной акустической волны или близок к ней; это обстоятельство обусловливает частоту приложенного напряжения. [1]

В предыдущих главах характеристики встречно-штыревых преобразователей и многополосковых ответвителей рассматривались применительно к некоторым идеализированным условиям распространения поверхностных акустических волн. Однако в реальных устройствах существенными оказываются явления, сопутствующие распространению волн, такие, как дифракция, потери при распространении и влияние температуры. Настоящая глава посвящена анализу этих факторов. Здесь также рассматриваются свойства материалов для устройств на ПАВ, так как их сравнительные достоинства существенно зависят от особенностей распространения волн, а также от ряда параметров, например от коэффициента электромеханической связи. Вначале полезно ознакомиться с некоторыми экспериментальными методами исследования распространения ПАВ. [2]

Эквивалентная схема преобразователя ПАВ. [3]

Рассматриваемая схема составлена для периодического встречно-штыревого преобразователя с однородным перекрытием штырей, работающего в согласованном режиме. [4]

В предыдущих главах были рассмотрены встречно-штыревые преобразователи и многополосковыеответвители, являющиеся основными компонентами большинства устройств на ПАВ. Был изучен также ряд практически важных явлений, связанных с распространением волн. [5]

При создании устройств на ПАВ со встречно-штыревыми преобразователями материал подложки и ориентация выбираются такими, чтобы нз всех возможных поверхностных волн возбуждалась лишь пьезоэлектрическая рэлеевская волна. Тем не менее почти всегда происходит некоторое возбуждение объемных волн. Расчет возбуждения этих волн встречно-штыревыми преобразователями очень сложен, однако на практике, как правило, нет нужды выполнять его подробно, поскольку резкого ухудшения характеристик устройства из-за объемных волн не происходит и обычно достаточно внести несколько простых изменений в конструкцию устройства, чтобы обеспечить получение требуемых характеристик. [6]

В этом параграфе рассматривается эффект взаимодействия электродов в регуляр ном встречно-штыревом преобразователе. Считается, что преобразователь коротко замкнут и на него падает ПАВ. Амплитуды волн вдоль преобразователя могут быть, в принципе, получены методом функции Грина, представленном в § Д.З. Однако вследствие использованных приближений полученные соотношения не удовлетворяют закону сохранения энергии. [7]

Если в первых иссле дав амиях главным образом проводился анализ работы различных вариантов конструкций встречно-штыревого преобразователя - основного элемента большинства фильтров ПАВ, то работы последних трех-пяти лет посвящены преимущественно сложной и до конца еще не решенной проблеме синтеза фильтров ПАВ по заданным характеристикам. И насчитывается ограниченное число публикаций, в которых комплексно описываются - вопросы конструирования и техн о л 01пид, изготовления серийно способных образцов фильтров ПАВ. Специфика проектирования и технологии изготовления фильтров ПАВ заключается в том, что они охватывают целый комплекс знаний из различных отраслей науки и техники - таких, как теория цепей и сигналов, кристаллография, физическая акустика, прикладная математика, микроэлектроника дрЛИмеющие - ся материалы малодоступны и освещают лишь узкие вопросы сложной проблемы проектирования фильтров на ПАВ. [8]

Линии задержки. [9]

Эта полоса в первом приближении равна l / iit где тг - время прохождения акустической волны через встречно-штыревой преобразователь. Исключение части электродов приводит к появлению в частотной характеристике дополнительных пиков, частотный интервал между которыми обратно пропорционален времени прохождения волной расстояния между элементарными ВШП 1 / тр. [10]

Для возбуждения ПАВ на поверхность пьезоэлемента наносятся гребенки встречно включенных электродов ( рис. 6 - 13, б), представляющие собой встречно-штыревой преобразователь ( ВШП), имеющий шаг 1, Я. При подключении напряжения к электродам ВШП под ними вследствие обратного пьезоэффекта происходят смещения частиц и возникает ПАВ, распространяющаяся в обе стороны. Если при этом длина волны совпадает с шагом ВШП, то вследствие суперпозиции колебаний, возникающих под каждой парой электродов, суммарная энергия ПАВ достигает максимума; если длина волны не совпадает с шагом ВШП, энергия ПАВ уменьшается и при определенном соотношении между А, и / волна за пределами ВШП может полностью погаситься. [11]

Схематическое изображение фильтра на поверхностных акустических волнах: / - звукопровод; 2-акустический поглотитель; 3 - нагрузка; 4 - аподизованнцй встречно-штыревой преобразователь ( выходной); 5 - встречно-штыревой преобразователь с емкостным взвешиванием электродов ( входной); 6 - генератор электромагнитных колебаний. [12]

Помимо перечисленных предложены и испытаны интегральные модуляторы, которые работают по принципу интерферометра Маха-Цендера и используют брэгговское отражение от гребенки напыленных электродов, подобных встречно-штыревым преобразователям, применяемым в акустоэлектронике, а также модуляторы, основанные на вызываемом электрическим полем полном внутреннем отражении. [13]

Для расчета встречно-штыревых преобразователей необходимо найти амплитуды волн, распространяющихся в данной структуре, а также амплитуду отраженной волны при условии, что ПАВ падает на один из краев. [15]

Страницы: 1 2 3