SU1663746A1 - Suface-acoustic-wave frequency discriminator - Google Patents

Suface-acoustic-wave frequency discriminator Download PDF

Info

Publication number
SU1663746A1
SU1663746A1 SU884654791A SU4654791A SU1663746A1 SU 1663746 A1 SU1663746 A1 SU 1663746A1 SU 884654791 A SU884654791 A SU 884654791A SU 4654791 A SU4654791 A SU 4654791A SU 1663746 A1 SU1663746 A1 SU 1663746A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
opgt
electrodes
accuracy
idt
Prior art date
Application number
SU884654791A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Абрамов
Юрий Борисович Иванов
Георгий Филиппович Сиротин
Original Assignee
Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения filed Critical Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority to SU884654791A priority Critical patent/SU1663746A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1663746A1 publication Critical patent/SU1663746A1/en

Links

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - повышение точности определени  мгновенной частоты. Частотный дискриминатор на поверхностных акустических волнах /ПАВ/ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, на поверхности которого расположены входной встречно-штыревой преобразователь /ВШП/ 2 и два приемных ВШП 3 и 4. Дл  повышени  точности определени  мгновенной частоты ВШП 2, 3 и 4 выполн ютс  в виде однонаправленных преобразователей группового типа. При этом каждый из них имеет средний электрод меандрового типа и индуктивные фазосдвигающие элементы 5, расположенные между верхней 7 и нижней 6 группами 6 и 7 электродов соответствующего преобразовател . Свойство таких преобразователей измен ть направление излучени  ПАВ в зависимости от того, какому частотному интервалу принадлежит частота входного сигнала, позвол ет повысить точность определени  мгновенного значени  частоты. 8 ил.The invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the instantaneous frequency. The surface acoustic wave frequency discriminator (SAW) contains a piezoelectric acoustic duct 1, on the surface of which an input interdigital transducer / IDT / 2 and two receiving IDT 3 and 4 are located. To improve the accuracy of determining the instantaneous IDT frequency 2, 3 and 4 are performed as unidirectional converters of group type. In addition, each of them has an average square-wave electrode and inductive phase-shifting elements 5 located between the upper 7 and lower 6 groups of 6 and 7 electrodes of the corresponding converter. The property of such converters to change the direction of emission of the SAW, depending on which frequency interval the frequency of the input signal belongs to, makes it possible to increase the accuracy of determining the instantaneous frequency value. 8 il.

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах дл  детектировани  частотно-модулированных сигналовThe invention relates to radio engineering and can be used in various radio engineering devices for detecting frequency modulated signals.

Цель изобретени  - повышение точности определени  мгновенной частотыThe purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the instantaneous frequency

На фиг 1 представлена функциональна  электрическа  схема частотного дискриминатора на поверхностных акустических волнах (ПАВ), на фиг 2 дана амплитудно-частотные характеристики (АЧХ)однонаправленных преобразователей группового типа (ОПГТ), на фиг 3 представлена дискриминационна  характеристика (ДХ) частотного дискриминатора (ЧД) на ПАВ; на фиг.4 - эквивалентна  схема контура , образованного индуктивным фазосдви- гающим элементом и статической емкостьюFig. 1 shows the functional electrical circuit of the frequency discriminator on surface acoustic waves (SAW), Fig. 2 shows the amplitude-frequency characteristics (AFC) of unidirectional group-type converters (OPGT), Fig. 3 shows the discriminatory characteristic (HF) of the frequency discriminator (PR). on surfactant; 4 is an equivalent circuit of a circuit formed by an inductive phase-shifting element and a static capacitance.

ОПГТ на фиг 5 - фазочастотна  характеристика (ФЧХ) контура образованного индуктивным фазосдвигающим элементом и статической емкостью (ОПГТ) на фиг 6а показан входной преобразователь ОПГТ на фиг 66 - показано пространственное положение элементарных источников ПАВ в пределах одного периода групп электродов входного ОПГТ на фиг 7 приведена диаграмма формировани  ПАВ излучаемых в сторону выходного ОПГТ на фиг 8 - диаграмма формировани  излучаемых ПАВ в сторону выходного ОПГТOPGT in Fig. 5 is the phase-frequency characteristic (PFC) of the circuit formed by an inductive phase-shifting element and static capacitance (OPGT). Figure 6a shows the input converter of the OPGT. Figure 66 shows the spatial position of elementary sources of surfactant within the same period of groups of electrodes of the input OPGT. the formation pattern of the surfactant emitted towards the output OPGT in FIG. 8 is a diagram of the formation of the emitted surfactant towards the output OPGT

Частотный дискриминатор ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 на поверхности которого расположены входной 2 и два приемных ВШП 3 и 4 в виде однонаправленных преобразователей трупОThe SAW frequency discriminator contains a piezoelectric acoustic duct 1 on the surface of which input 2 and two receiving IDT 3 and 4 are located in the form of unidirectional transducer converters

ыs

ч|h |

ОABOUT

пового типа (ОПГТ) каждый со средним электродом меандрового типа и фазосдви- гающими (индуктивными) элементами 5 соответственно , расположенными между нижней 6 и верхней 7 группами электродов соответствующего ОПГТ, Ширина электродов ОПГТ 2 равна межэлектродному рассто нию Ао/8, а пространственный период группы электродов равен 2 АО , где АО - длина ПАВ, причем АО 0 ЭФФ , , где /Эфф 2 ЛО)®each with a middle meander electrode and phase-shifting (inductive) elements 5, respectively, located between the lower 6 and upper 7 groups of electrodes of the corresponding OPGT, the width of the electrodes of OPGT 2 is equal to the interelectrode distance Ao / 8, and the spatial period of the group electrodes is equal to 2 AO, where AO is the length of the surfactant, and AO 0 EFF,, where / Eff 2 LO) ®

скорость ПАВ; о)0 - средн   частота амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ОПГТ 2. Выходные преобразователи расположены в апергуре входного и на равных от него рассто ни х: ОПГТ 3 - справа, ОПГТ 4 - слева. ОПГТ 3 имеет среднюю частоту АЧХ одг, ширину электродов, равную межэлектродному рассто нию Л2/8, а пространственный период группы электродов равен 2surfactant speed; a) 0 is the average frequency of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the OPGT 2. The output transducers are located in the input aperture and at equal distances from it: OPGT 3 - to the right, OPGT 4 - to the left. OCGT 3 has an average frequency response of an og, the width of the electrodes is equal to the interelectrode distance of L2 / 8, and the spatial period of the group of electrodes is 2

Кг , причем Я2 ЭФФ- . ОПГТ 4 имеет среднюю частоту АЧХ 0)1 , ширина его электродов равна межэлектродному рассто нию Ai/8, а пространственный период группыKg, and R2 EFF-. OPGT 4 has the average frequency response 0) 1, the width of its electrodes is equal to the interelectrode distance Ai / 8, and the spatial period of the group

электродов равен 2 AI , причем AI .electrodes is equal to 2 AI, and AI.

Ј. t/lr UJЈ. t / lr uj

Вход. ОПГТ 2  вл етс  входом частотного дискриминатора на ПАВ.Entrance. OGT 2 is the input of the frequency discriminator to the surfactant.

Выходные преобразователи 3, 4 аноди- зованы по длине электродов в соответствииOutput converters 3, 4 are anodized along the length of the electrodes in accordance

с законом () , вследствие чего их АЧХwith the law (), resulting in their frequency response

XX

принимает треугольную форму (фиг.2), а прот женность их вдвое больше прот женности входного преобразовател  2. Выходы ОПГТ 3 и ОПГТ 4 соединены каждый со своим детекторным блоком 8, осуществл ющим детектирование и фильтрацию с помощью детекторных диодов 9, 10 и параллельных RC-цепочек 11, 12. Диоды 13, 14 - демпфирующие.takes a triangular shape (figure 2), and their length is twice the length of the input converter 2. The outputs of OPGT 3 and OPGT 4 are each connected to its detector unit 8, which performs detection and filtering using detector diodes 9, 10 and parallel RC - chains 11, 12. Diodes 13, 14 - damping.

Частотный дискриминатор работает следующим образом.The frequency discriminator works as follows.

Пусть на вход ОПГТ 2 поступает сигнал на частоте ш . Поскольку между нижней 6 и верхней 7 группами электродов включены индуктивные фазосдвигающие элементы 5, которые со статической емкостью преобразовател  2 образуют параллельный колебательный контур (эквивалентна  схема этого контура представлена на фиг.4), фазоча- стотна  характеристика (ФЧХ) которого имеет вид, представленный на фиг.5, электрический фазовый сдвиг ipsn , создаваемый этим элементом 5 зависит от частоты а) входного сигнала. Если частота входного сигнала ш будет такова, что од wi ak ,Let the input on OPGT 2 signal at the frequency w. Since between the lower 6 and upper 7 groups of electrodes, inductive phase-shifting elements 5 are included, which with a static capacitance of the converter 2 form a parallel oscillating circuit (the equivalent circuit of this circuit is shown in Fig. 4), the phase-response characteristic (PFC) of which looks like 5, the electrical phase shift ipsn generated by this element 5 depends on the frequency a) of the input signal. If the frequency of the input signal w is such that one wi ak,

то фазовый сдвиг будет + (см. фиг.7),then the phase shift will be + (see FIG. 7),

если же частота входного сигнала о будет лежать в другом частотном интервалеif the frequency of the input signal will lie in a different frequency interval

Шо и ш . то фазовый сдвиг будет - (см. фиг.8). Преобразователем 2 возбуждают ПАВ, которые распростран ютс  либо в сторону ОПГТ 3, либо в сторону ОПГТ 4.Shaw and w. then the phase shift will be - (see FIG. 8). Transducer 2 excites surfactants that propagate either toward OPGT 3 or toward OPGT 4.

0 Элементарными источниками ПАВ, расположенными в межэлектродных зазорах преобразовател  2 (см. фиг.6), возбуждаютс  акустические волны, фазы которых (акустические фазыу ак) определ ютс  пространст5 венными положени ми этих источников. На фиг.2 показано пространственное положение элементарных источников ПАВ, в пределах одного периода групп электродов ОПГТ 2 с учетом их знаков и приведены0 Elementary surfactant sources located in the interelectrode gaps of the transducer 2 (see Fig. 6) excite acoustic waves, the phases of which (acoustic phases ak) are determined by the spatial positions of these sources. Figure 2 shows the spatial position of elementary sources of surfactants, within one period of groups of electrodes OPGT 2, taking into account their signs and shows

0 значени  акустических и электрических фаз каждого источника.0 values of acoustic and electrical phases of each source.

Пусть частота о входного сигнала такова , что фазовый сдвиг, создаваемый элементом 5, равен - , т.е. OJ2 & «Ъ В этомLet the frequency of the input signal be such that the phase shift created by element 5 is -, i.e. OJ2 & "B in this

3 случае будут складыватьс  акустические волны, возбуждаемые каждым элементарным источником, синфазно дл  ПАВ, распростран ющихс  вправо от преобразо0 вател  2 и противофазно дл  ПАВ, распростран ющихс  в противоположном направлении (см. фиг.2), т.е. излучение направлено в полосе частот ( ш0), а вектор скорости этих волн направлен в сторону вы5 ходного ОПГТ 3. Если же частота ш входного сигнала такова, что фазовый сдвиг,In case of this, acoustic waves generated by each elementary source will be added in phase for surfactants propagating to the right of transducer 2 and out of phase for surfactants propagating in the opposite direction (see Fig. 2), i.e. the radiation is directed in the frequency band (w0), and the velocity vector of these waves is directed towards the output OPGT 3. If the frequency w of the input signal is such that the phase shift,

даваемый фазовращателем, (- -4-), т.е.given by the phase shifter, (- -4-), i.e.

Одо to он . то акустические волны, воз0 буждаемые элементарными источниками, складываютс  в фазе дл  ПАВ, распростран ющихс  влево от преобразовател  2 и в противофазе дл  ПАВ, распростран ющихс  вправо от него (см. фиг,8), т.е. излучениеOdo to it. The acoustic waves excited by elementary sources are added in phase for surfactants propagating to the left of transducer 2 and out of phase for surfactants propagating to the right of it (see Fig. 8), i.e. radiation

5 направлено в полосе частот (а)0; г/л), и вектор скорости ПАВ, в этом случае, направлен в сторону выходного ОПГТ 4, т.е. входной ОПГТ 2 осуществл ет частотно-пространственную селекцию входного сигнала5 is directed in the frequency band (a) 0; g / l), and the surfactant velocity vector, in this case, is directed toward the output OPGT 4, i.e. input OPGT 2 performs frequency-spatial selection of the input signal

0 и при этом работает в режиме однонаправленного излучени  ПАВ, Таким образом, сигнал, частота которого лежит в интервале ( ОДо) преобразуетс  ОПГТ 2 в ПАВ, котора  распростран етс  вправо от преобразо5 вател  2 и преобразуетс  выходным ОПГТ 3, работающим в режиме однонаправленного приема в данной полосе частот, в электрический сигнал, который после детектировани  и фильтрации имеет амплитуду0 and at the same time it operates in the mode of unidirectional emission of the surfactant. Thus, a signal whose frequency lies in the interval (OOD) is converted by the OPGT 2 to the surfactant, which propagates to the right of the converter 5 and is converted by the output OPGT 3, operating in the unidirectional reception mode frequency band, into an electrical signal, which, after detection and filtering, has an amplitude

Увых2 (см. фиг.З), а сигнал, частота которого принадлежит области частот (оЛэ; а) преобразован в ПАВ, распростран ющуюс  влево от ОПГТ 2 и преобразуетс  выходным ОПГТ 4, работающим в режиме однонаправленного приема в полосе (ftfe; wi) в электрический сигнал, который после детектировани  и фильтрации имеет амплитуду UBbix-i(cM. фиг.З). ОПГТ 2 и выходной ОПГТ 3 образуют фильтр, имеющий полосу пропускани  ДоЈ 2 (соо ) - правый канал ЧД, АЧХ которого показана на фиг.2. ОПГТ 2 и выходной ОПГТ 4 образуют фильтр, имеющий полосу пропускани  Дан 2 (cot - оь) - левый канал ЧД, АЧХ которого показана на фиг.2.Uv2 (see FIG. 3), and the signal whose frequency belongs to the frequency domain (oA; a) is converted to a SAW propagating to the left of OPGT 2 and converted by output OPGT 4 operating in unidirectional reception in a band (ftfe; wi) into an electrical signal, which, after detection and filtering, has an amplitude of UBbix-i (cM. FIG. 3). OPGT 2 and output OPGT 3 form a filter having a bandwidth up to Ј 2 (soo) - the right channel of the BH, the frequency response of which is shown in Fig.2. OPGT 2 and output OPGT 4 form a filter having a bandwidth of Dan 2 (cot - ob) - the left channel of the BH, the frequency response of which is shown in Fig.2.

Из описанного видно, что частотный дискриминатор преобразует входной сигнал, частота которого принадлежит частотному интервалу (ом: ад), в электрический сигнал, амплитуда которого 1)Вых пр мо пропорциональна  частоте входного сигнала и измен етс  в пределах (ивыхмин: ивыхмакс)- Поскольку параметры эквивалентных схем всех ОПГТ разные, следовательно и индуктивные фазосдвигающие элементы различные . Критерием выбора такого элемента  вл етс  заданна  ФЧХ контура, образованного индуктивностью и статической емкостью преобразовател , и минимальность фазового угла в (см. фиг.1), значение которого определ етс  добротностью этого контура .From the above it can be seen that the frequency discriminator converts the input signal, the frequency of which belongs to the frequency interval (ohm: hell), into an electrical signal, the amplitude of which is 1) The output is directly proportional to the frequency of the input signal and varies within (andout: ioutmax) equivalent circuits of all OGTs are different, hence the inductive phase-shifting elements are different. The criterion for choosing such an element is the specified phase response of the circuit formed by the inductance and static capacitance of the converter, and the minimum phase angle in (see Fig. 1), the value of which is determined by the quality factor of this circuit.

Свойство ОПГТ измен ть направление излучени  ПАВ в зависимости от того, какому частотному интервалу (ад; ) илиThe OPGT property to change the direction of emission of the surfactant depending on which frequency interval (hell;) or

00

5five

00

5five

Claims (1)

((Ыо; ) принадлежит частота входного сигнала (т.е. осуществл ть частотно-пространственную селекцию сигналов), позволило использовать однонаправленные преобразователи в данной схеме ЧД, что приводит к уменьшению в четыре раза вносимых потерь и уменьшению пульсаций АЧХ (на 10- 12 дБ), обусловленных сигналами тройного прохода и переотражени ми ПАВ от электродов преобразователей, вследствие этого позвол ет расширить линейный участок ДХ, повысить его линейность и точность определени  мгновенного значени  частоты, Формула изобретени  Частотный дискриминатор на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого расположены входной встречио-штыревой преобразователь (ВШП) со средней частотой WQ ,с двух сторон на равных рассто ни х от него - первый и второй приемные ВШП со средней частотой а)0 + Ло и w0 - A WQ соответственно, электроды которых аподизованы по длине в соответствии с законом((No;) belongs to the frequency of the input signal (i.e., frequency-spatial selection of signals), allowed the use of unidirectional transducers in this BH circuit, which reduces the insertion loss by four times and decreases the frequency response pulsations (by 10-12 dB) due to triple-pass signals and surfactant re-reflections from the transducer electrodes, as a result, allows to extend the linear section of the DF, to increase its linearity and accuracy in determining the instantaneous frequency value. surface acoustic wave discriminator, containing a piezoelectric acoustic conduit, on the surface of which are located an input meeting-pin converter (IDT) with an average frequency WQ, from two sides at equal distances from it - the first and second receiving IDT with an average frequency a) 0 + Lo and w0 - A WQ, respectively, whose electrodes are apodized in length in accordance with the law 51ПХч251PHh2 ч/ /h / / а выходыand exits соединены соответственно с первым и вторым детекторными блоками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  мгновенной частоты, входной первый и второй приемные ВШП выполнены в виде однонаправленных преобразователей группового типа (ОПГТ) со средним электродом меандрового типа, а между верхней и нижней группами электродов каждого ОПГТ включены фазосдвигающие элементы.connected, respectively, with the first and second detector units, characterized in that, in order to improve the accuracy of the instantaneous frequency, the input first and second transducer IDTs are made in the form of unidirectional group-type converters (OPGT) with the meander meander electrode, and between the upper and lower groups The electrodes of each OPGT included phase-shifting elements. шsh UJoUjo Фиг. 2FIG. 2 идш.idi maxmax U,U, ffblXiffblXi ffd/Xiffd / xi USbtx.minUsbtx.min Фиг.44 1one си шsy sh 1one сиsi Фиг. 5FIG. five « §f §“§F § n- n- n- n- % (% ( ss Sf  Sf Вправо от ОППВлево от ОППTo the right of the OPPly to the OPP ь, -Ък + Ч,ь, -Кк + Ч,  -L-b- - - э--L-b- - - e- у -if г y-if g Фиг.77 Вправо от ОППВлево от ОПГТTo the right of Oppvlevo from OPGT у ш w JL. z /4/ ; j  Jl. z / 4 /; j Фм.дFm.d
SU884654791A 1988-12-26 1988-12-26 Suface-acoustic-wave frequency discriminator SU1663746A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884654791A SU1663746A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Suface-acoustic-wave frequency discriminator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884654791A SU1663746A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Suface-acoustic-wave frequency discriminator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1663746A1 true SU1663746A1 (en) 1991-07-15

Family

ID=21430683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884654791A SU1663746A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Suface-acoustic-wave frequency discriminator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1663746A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3750027 кл Н 03 D 3/06 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2984523B2 (en) Manufacturing method of acoustic wave converter
CA2183281A1 (en) Surface Acoustic Wave Filter
SU1663746A1 (en) Suface-acoustic-wave frequency discriminator
US4405874A (en) Surface acoustic wave (saw) devices having series-connected inter-digital transducers
US4622525A (en) Low loss surface acoustic wave device and method
JPS5550175A (en) Received signal processor
SU1721789A1 (en) Device on surface acoustic waves
KR890001271A (en) FM demodulator configuration method using surface acoustic wave delay line
RU2083053C1 (en) Frequency discriminator of surface acoustic waves
US5781083A (en) Surface wave resonator having a plurality of resonance frequencies
SU1170588A1 (en) Versions of filter based on surface acoustic waves
SU1739478A1 (en) Surface-acoustic-wave matched filter
CA1174303A (en) Elastic surface wave recursive filter using a passive resonator
CA1178667A (en) Surface acoustic wave (saw) devices
JPS6170813A (en) Surface acoustic wave branching filter
RU94009479A (en) FREQUENCY DISCRIMINATOR ON SURFACE ACOUSTIC WAVES
SU1529452A2 (en) Device for automatic frequency control
RU1804646C (en) Convolver
RU2046370C1 (en) Monopulse radio signal detector
RU2106625C1 (en) Device for ultrasonic test of materials and articles
SU620011A1 (en) Surface acoustic wave filter
SU1128160A1 (en) Device for registering ultrasonic signals
SU997048A1 (en) Device for raising to the power
KR0173239B1 (en) Saw filter
SU729817A1 (en) Filter based on acoustic surface waves