RU1828565C

RU1828565C - Устройство на поверхностных акустических волнах

Info

Publication number: RU1828565C
Application number: SU914915612A
Authority: RU
Inventors: Григорий Яковлевич Зеленов
Original assignee: Г.Я.Зеленое
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1993-07-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам на поверхностных акустических волнах ПАВ и может быть использовано дл обработки аналоговых сигналов. Цель изобретени - снижение потерь, повышение динамического диапазона, уменьшение искажений за счет использовани в устройстве однонаправленной системы разомкнутых электродов . Фильтруемый сигнал подаетс на входные преобразователи одновременно, а положение штырей и положение центров встречно-штыревых пар электродов св заны определенным условием. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

w

Ё

Изобретение относитс к устройствам на поверхностных акустических волнах ПАВ. Преимущественна область использовани - устройства обработки аналоговой информации.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство на ПАВ, содержащее пьезоэлектрическую подложку на рабочей грани которой в первом и втором параллельных АК расположены основной входной и выходной ВШП и размещенную между ними систему разомкнутых электродов, котора по апертуре перекрывает первый,второй и параллельный им третий АК, дополнительный входной ВШП, расположенный в третьем АК с той же стороны от системы разомкнутых электродов, что и основной входной ВШП. а каждый разомкнутый электрод выполнен в виде лары штырей, один из которых по апертуре перекрывает первый и

второй АК, а второй - второй и третий АК, при этом дополнительный входной ВШП смещен вдоль третьего АК относительно основного входного ВШП, а величина этого смещени и положение каждой пары штырей системы разомкнутых электродов определ ютс из условий

Јп - Јп-1 - tjn - J/n-i Dn - Dn-i - m До, (1)

если Јn tfn, то L - vT дл получени разности двух аналоговых сигналов и L

дл получени суммы двух анало-vT±

00

го

00 01 Оч

л

СА)

говых сигналов.

если & - /h . то L - VT ±Ц- дл

получени разности и L - VT дл получени суммы, где Јn. tfr.Dn- рассто ние от центра основного, дополнительного входного ВШП

до n-ro штыр в первом и третьем, промежутка между штыр ми во втором АК соответственно , L - смещение дополнительного входного ВШП относительно основного входного ВШП вдол ь третьего АК, V - скорость ПАВ, Т - заданна задержка аналоговых сигналов, т-натуральное число, Л длина ПАВ на первой гармонике, причем некоторые равенства из (1) могут нарушатьс в местах смены знака амплитуды импульсного отклика системы разомкнутых электродов , а коэффициенты металлизации во всех трех АК одинаковы, причем между част ми каждого штыр размещенными в разных акустических каналах могут располагатьс резистивные пленки. Недостатком прототипа вл етс то, что во врем обработки сигналов в системе разомкнутых электродов передача энергии с помощью ПАВ осуществл етс в двух направлени х (двунапрзв- ленность преобразовани ) и в результате этого до входного преобразовател доходит только половина акустической энергии, котора излучаетс системой разомкнутых Электродов. Кроме этого ПАВ, излученные в противоположную сторону от выходного ВШП создают искажени и вли ют на точность обработки аналоговых сигналов. Дополнительные потери привод т к снижению динамического диапазона.

Целью изобретени вл етс снижение потерь в устройстве, повышение динамического диапазона, повышение точности обработки аналоговых сигналов за счет использовани в устройстве однонаправленной системы разомкнутых электродов.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем пьезоэлектрическую подложку, на рабочей грани которой в первом, втором и третьем акустических каналах АК расположены первый входной, выходной и второй входной преобразователи ПАВ соответственно, причем, второй АК находитс между первым и третьим АК, систему разомкнутых электродов, расположенных между входными и выходными преобразовател ми ПАВ, перекрывающих по апертуре первый, второй и третий АК, причем , каждый разомкнутый электрод выполнен в виде пары штырей, один из которых по апертуре перекрывает первый и второй АК, а второй-второй и третий АК, причем, кажда пара штырей образует во втором АК встречно-штыревую пару электродов, при этом второй входной электрод смещен относительно первого входного вдоль третьего АК, а величина этого смещени положение встречно-штыревых пар во втором АК, их центров, а также положени штырей в

первом и третьем АК Dn, Јn, , соответственно определ ютс из услови

|п - Јп-1 qn - t}n-i Dn - Dn-1 m Ло, (2)

при этом, если Јп . то L v Т дл получени разности аналоговых сигналов и L tt

-vT получени суммы аналоговых

сигналов,

если rjn с - -т -- °

j ЛОf±- Г Sn, то

vT ±

дл

5

0

5

0

5

0

5

0

получени разности двух аналоговых сигналов и L vT дл получени суммы аналоговых сигналов, где v - скорость ПАВ, м;

Т - заданна задержка аналоговых сигналов , сек;

m - натуральное число;

АО - длина волны (ПАВ) на первой гармонике центральной частоты;

L - смещение второго входного преобразовател ПАВ относительно первого, м;

Јn, , Dn - рассто ние от центра основного входного преобразовател ПАВ до п-го штыр в первом и третьем АК и до центра ВШПЭ в втором АК соответственно, м. При этом некоторые равенства из Јп - Јп-1 °Цп- f/rvl Dn-Dn-i m До могут нарушатьс в местах смены знака амплитуды импульсного отклика системы разомкнутых электродов . При этом коэффициенты металлизации во всех трех акустических каналах должны быть одинаковы, в противном случае произойдет фазовое искажение ПАВ в АК, что приведет к искаженной работе устройства. Между част ми каждого штыр , размещенными в разных АК, могут включатьс резистивные пленки, которые служат дл взвешивани (изменени амплитуды) источников ПАВ, расположенных во втором АК и, в первом приближении, совпадающихс центром ВШПЭ. Подбором величины сопротивлени этих пленок измен етс амплитудочастотна характеристика АЧХ системы разомкнутых электродов, в результате происходит дополнительна фильтраци полученной суммы или разности. ЗТР отличаетс тем, что в устройстве кажда пара системы разомкнутых электродов замен етс двум парами разомкнутых электродов так, что

Јп - |п- - /п - J/tV -On - On - ± + I A,

(3)

где п - номер второй пары разомкнутых электродов, если перва пара помечена номером п,

I - натуральное число, при этом равенство (3) может нарушатьс в местах смены амплитуды импульсного отклика системы разомкнутых электродов.

На фиг. 1 изображено устройство на ПАВ. Здесь 1 - пьезоэлектрическа подложка , 2, 3 - первый и второй входные преобразователи ПАВ, 4 - выходной преобразователь ПАВ, 5 - ось симметрии или ось, которую можно прин ть за ось симметрии с точки зрени возбуждени ПАВ дл преобразовател -2,6-ось симметрии или ось, которую можно прин ть за ось симметрии с точки зрени возбуждени ПАВ. 7,8,9 - первый, второй и третий АК, 10.11 - штыри системы разомкнутых электродов лежащие, соответственно, в 7 и 8 акустических каналах , 12 - резистивные пленки, соедин ющие между собой штыри системы разомкнутых электродов, которые лежат в разных смежных АК, 13, 14 - области, в которых лежат резистивные пленки.

На фиг. 2 изображен результат действи двух пар системы разомкнутых электродов , которые заменили каждую одну пару в устройстве-прототипе. Здесь по оси X отложено рассто ние вдоль АК-8, а по оси А амплитуда ПАВ в некоторый фиксированный момент времени, котора возбуждаетс каждой парой в отдельности. Сплошной линией обозначено распределение амплитуды в пространстве от пары, расположенной на пересечении осей, а штриховой линией от пары, расположенной от нее на рассто нии

А

4

ной частоте АЧХ. Из него видно, что результат сложени ПАВ от этих пар по принципу суперпозиции есть амплитуда ПАВ, излученна вправо, равна нулю, а влево в два раза больше.

На фиг. 1 изображен пример конкретного выполнени устройства. Здес ь показана металло-резистивна топологи (рисунок), котора нанесена на поверхность пьезоэлектрической подложки - 1 и котора состоит из двух входных-2,3 йодного выходного преобразователей ПАВ, выходной преобразователь ПАВ обозначен - 4, расположенных (образующих) в трех параллельных акустических каналах - 7, 8, 9, из системы разомкнутых электродов, которые состо т из штырей, объединенных в пары, причем один из штырей 10 пересекает АК - 7 и 8, а другой АК8и9,авАК-8 штыри одной пары образуют ВШПЭ и рассто ни Јп, Цп, Ьп, которые задаютс от оси 5 до штырей 10.11 и до центра ВШПЭ, которую образуют штыри 10 и 11 в АК 8, задаютс равенством

где До - длина волны ПАВ на центральЈп - Јn-i - tfn - 7п-1 - Dn - Dn-1 - m До . (4)

При этом преобразователи 2 и 3 смещены дл осуществлени заданной задержки Т

так, что рассто ние между ос ми 5 и 6 равно величине L Коэффициенты металлизации в каналах 7. 8, 9 выбираютс во избежание искажений, одинаковыми, а рассто ни Јп, , Dn, L выбираютс так, чтобы выполн лось равенство (4), причем, если Јn tjn, то

L - v T ± дл получени суммы и L ш v T дл получени разности и, если Јп п ± -г-,

то L vT ± - дл получени разности vi L

v T дл получени суммы. При этом к каждой паре разомкнутых электродов добавл етс еще одна, котора определ етс соответствующими рассто ни ми от оси 5 - fn , , Dn и которые св заны с рассто ни ми Јn, Vn п следующим соотношением

25

Јп - Јп Tjn1 Dn - Dn

(5)

0

части штыр , лежащие в разных каналах соедин ютс , дл получени заданной АЧХ си- стемы разомкнутых электродов, резистивными пленками, величина сопро0 тивлени которых, определ етс требуемой АЧХ. При этом равенства (4) и (5) могут нарушатьс в местах смены знака амплитуды источников импульсного отклика системы разомкнутых электродов.

5 Устройство работает следующим образом . Два аналоговых сигнала p(t и pz(t) подаютс соответственно на первый - 2 и второй - 3 входные преобразователи, которые в АК 7 и 9 возбуждают соответствующие

0 ПАВ. Через штыри 10 и 11 возбуждени передаютс в АК 8. До выходного преобразовател 4 достигнет ПАВ, пропорциональна сумме или разности двух аналоговых сигналов. Так как кажда пара в системе

5 разомкнутых электродов замен етс двум парами и между положени ми электродов в одной и другой паре имеетс зависимость (5), то каждые две пары излучают ПАВ в сторону выходного преобразовател 4. Это

дает однонаправленное преобразование

ПАВ ВШПЭ.

Это, в свою очередь, приводит к снижению потерь в устройстве, повышению динамического диапазона, повышению точности обработки аналоговых сигналов.

Claims

Формула изобретени 1. Устройство на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащее пьезоэлектрическую подложку, на рабочей грани

которой в первом, втором и третьем акустических каналах (АК) расположены первый входной, выходной и второй входной преобразователи ПАВ соответственно, причем второй АК расположен между первым и третьим АК, систему электродов, включающую пары разомкнутых электродов, каждый из которых выполнен в виде пары штырей, перекрывающих по апертуре соответственно первый и второй, второй и третий АК, причем кажда пара штырей образует во втором АК встречно-штыревую пару электродов (В ШПЭ), а второй входной преобразователь ПАВ смещен относительно первого на величину L, положение штырей в первом и третьем АК соответственно и положение Центров ВШПЭ во втором канале каждой пары разомкнутых электродов определ етс из условий

Јп - Јп-н f/n - rjn-i Dn - Dn-i m До,

при fn tjn дл получени разности аналоговых сигналов L vT, дл получени суммы двух сигналов L vT ± До/2, при Јn tjn ± До/2 , дл получени разности аналоговых сигналов L vT ±До/2 , дл получени суммы двух сигналов L « vT, где v - скорость

Фиг. 1

0

5

ПАВ, м/с; Т - заданна задержка сигналов, с; m - натуральное число; До - длина волны ПАВ. м; Јп, t}n, Dn - рассто ни от оси симметрии первого и входного преобразователей ПАВ до n-го штыр в первом и третьем АК и до центра ВШПЭ во втором АК, м, причем коэффициенты металлизации во всех трех АК одинаковы, отличающее- с тем, что. с целью снижени потерь, повышени динамического диапазона, с целью уменьшени искажений за счет использовани в устройстве однонаправленной системы разомкнутых электродов, в нем каждый из разомкнутых электродов выполнен из двух пар штырей, положение которых удовлетвор ет условию

Јn- Јп - Цп- rjn- Dn-Dn

20

+ До,

где п - номер второй пары разомкнутых электродов, причем Јn . J/n .Dn подобны |п, , Dn, a I натуральное число.
2. Устройство по п. Т, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что части каждого штыр , расположенные в разных АК, соединены между собой резистивными пленками.

Фиг. 2