(54) УСТРОЙСТВО НА. ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ
ВОЛНАХ. 372 кой, а1Терекрь1тйе штыревых элёкт эодов в одной из электродных структур вьтолнено неравномерным 2, НедЬстатками его вл ютс высокие потери энергии и искажение амплитудночастотной характеристики, в полосе пропускани устройства, а также низкий уровень подавлени сигнала вне этой полосЫ Целью изобретени вл етс уменьшение потерь энергии и искажений амплитудно-частотной характеристики в полосе про пускани при одновременном увеличении уровн подавлений сигнала вне полосы пропускани . Указанна цель достигаетс тем, что перекрытие штыревых электродов во второй упом нутой электродной структуре выполнено посто нным, при этом рассто ни между центрами смежных штыревых электродов в первой и второй электродных структурах вьшолнены неравными. На фиг, 1 и фиг. 2 показаны два варианта конструкции предложенного устройства . В первом варианте (фиг. 1) на рабочей поверхности, пьезоподложки 1 располо жены входной 2 и выходной 3 преобразователи ПАВ, подключенные, соответственно к источнику 4 высокочастотного сигнала , и к нагрузке 5. Электродные структуры 6 и 7 содержат тркопровод шие кон тактные площадки 8 и 9 и по две разнопол рные группы параллельных ДРУГ ДРУГУ электродов 10, 11 и 12, 13, соответственно . Все электроды 1О, 11 перекрывайютс друг другом и имеют одинаковые участки перекрыти . По меньшей мере часть электродов 12, 13 электродной структуры 7 имеет перекрывайщиес учас ки с переменной величиной перекрыти . При этом рассто ни между центрами смежных электродов этой структуры выби раютс так, чтобы полоса эффективнс о возбуждени ПАВ электродной структуры 7 находилась вне полосы пропускани уст ройства. Это условие выполн етс , если рассто ние В между центрами смежных 8пект|родоБ структуры 7 удовлетвор ет од ному из Следующих соотношений: ( 2п +1)Ьх (2кЬ 3) , где fe рассто ние между центрами любых смежных электродов электродной структуры 6} , O ,j - ширина электродов электродной структуры 7j П - О, 1, 2, 3 ... Рассто ние В между центрами смежных лектропов структуры .5 может быть посто нным по всей длине или измен тьс по заданному закону. Электроды 11 гальванически соединены с контактной плошадкой 8, а электроды 10 от/целены от нее зазором и гальванически соединены с электродами 13. Электроды 12 гальванически соединены с контактной плошадкой 9, а электроды 13 отделены от нее зазором. Каждый электрод 10 электрически св зан с контактной площадкой 9 псх:редством емкостной св зи, котора образована с помощью электродов 13. Величина этой емкостной св зи зависит от величины участков перекрыти соответствующих смежных электродов 13 и 12 и варьируетс по длине преобразовател в соответствии с законом изменени величины участков перекрыти электродов этого р да. Указанный закон определ етс по импульсному отклику устройства. В свою очередь каждый электрод 13 электрически св зан с контактной площадкой 8 посредством емкостной св зи, котора образована с помощью электродов 10. Величина этой емкостной св зи посто нна по всей длине преобразовател . Таким образом, в предложенном устройстве взвешиваниеэлектродов электродной структуры 6 входного преобразовател , возбуждаюше1а ПАВ в полосе пропускани устройства, осуществл етс с помощью электродой структуры 7 посредством изменени в ичины участков их перекрыти . Такой прием взвещивани позвол ет выполнить структуру 6 с одинаковым перекрытием всех электродов. Выходной преобразователь 3 состоит из двух тркопровод ших контактных площадок 14 и 15 и р да 16 параллельных друг Другу электродов с переменным перекрытием . Электроды объединены в две группы 17 и 18 и по группам гальванически соединены соответственно с контактными площадками 14 и 15. Вькодной преобразователь 3 расположен относительно входного преобразовател 2 так, что р д 16 электродов преобразовател 3 находитс вводном акустическом канале со структурой 6. Второй вариант (фиг. 2) предложенного устройства содержит выходной преобразователь 3 ПАВ, расположенный на пьеаоподложке 1 и вьтолненный аналогично входному преобразователю 2. Электродные. структуры 19 и 20 преобразовател 3 содержат токоПодводпщие контактные плс щадки 21 и 22 и по две разнопол рные группы параллельных друг другу электродов 23, 24 и 25, 26, соответственно. Структура 19 преобразовател 3 расположена в одном акустическом канале со структурой 6 преобразовател 2, а структуры 7 и 20 преобразователей 2 и 3 рас положены по разные стороны от указанного акустического канала. Электроды 23 и 24 преобразовател 3 перекрываютс друг другом и имеют одинаковые участки перекрыти . По меньшей мере часть электродов 25 и 26 имеет перекрывающиес участки с переменной величиной перекрыти . Рассто ние между центрами смежных электродов 23 и 24 преобразовател 3 выбираетс так, чтобы полоса пропускани структуры i9, по меньшей мере, частично перекрывалась с полосой пропускани электродной структуры 6 преобразовател 2. Расто ние межру центрами смежных электродов 25 и 26 структуры 20 преобразовател 3 отлично от рассто ни между , центрами сме5кных электродов 10, 11 и 23, 24 и 12,13 структурб, 19 и 7 преобразователей. Указанное рассто ние вы бираетс так, чтобы полоса эффективного возбуждени ПАВ структуры 20 преобразовател 3 находилась вне полосы пропускани устройства и не перекрывалась с по лосой эффективного возбуждени ПАВ стру туры 7 преобразовател 2. Электроды 24 гальванически соединены с контактной площадкой 21, а электроды 23 отделены от нее зазором и гальванически соединены с электродами 26, Электроды 25 гальванически св заны с контактной площадкой 22, а электроды 26 отделены от нее зазором. В рассматриваемом варианте устройства взвешивание электродов структуры 19 второго преобразовател 3 осуществл етс с помощью электродов структуры 21 посредством изменени величины участков .их перекрыти . Закон изменени этой величины определ етс по импульсному отклику устройства. В этой конструкции йа структурах 7 и 20 обоих преобразователей могут быть расположены поглощающие покрыти 27 и 28, выполненные в частности , из материала с высокой диэлектрической проницаемостью. Принцип работы устройства. . При поступлении высокочастотного сиг Нила от генератора 4 на токоподвод шие контакты площадки 8 и 9 между электродами 1О и 11 структуры 6 возникает знакогтеременн оазность потенциалов вследствие гальванической св зи электродов 10 с контактной площадкой 9, Величина напр жени между каждой парой электродовр а следовательно, и напр жённость электрического пол между ними, зависит от величины емкости между соответствующими электродами 10 и контактной площадкой 9, т.е. от величины участков,перекрыти соответствующих электродов 12 и 13, В результате в пьезоэлектрическом Материале возбуждаютс ПАВ б поло- ; се частот вблизи центральной частоты JQ полосы пропускани устройства, Амплитуда ПАВ, возбуждаемых каждой парой электродов 10 и 11, пропорциональна величине напр женности электрического пол между ними и, следовательно, зависит от величины з частков перекрыти соответствующих электродов 12 и 13, Таким образом , взвеи ивание интенсивности возбуждени ПАВ электродов 10 и 11 и, соответственно , формирование заданного импульсного отклика осуществл етс путем задани определенного закона покрыти электродов 12 и 13, При этом ПАВ, возбуждаемЬю в структуре 6, имеют равиомер- ный волновой фронт по апертуре луча, так как все электроды этой структуры имеют одинаковые ;«1астки перекрыти . Аналогичным образом могут возбуждатьс ПАВ и в структуре 7, так как электроды 12гальванически св заны с контактной площадкой 9, а электроды 13 . св заны посредством емкостной св зи с контактной площадкой 8. При этом в структуре 7 возбуждаютс ПАВ вне полосы пропускани устройства, что обусловлено описанным выше выбором. рассто ни между центрами электродов 12 и 13. Поэтому .указанные ПАВ не внос т дополнительных потерь в полосе пропускани устройства и не искажают импульсный отклик, формиру емый в структуре6. ПАВ, возбуждаемые в структуре 6, достигают выходного преобразовател 3j в то врем как ПАВ, возбуждаемые в структуре 7 или рассеиваютс , или затухак)Т в поглощающих покрыти х , которые могут быть нанесены на рабочей поверхности подложки 1 у ее торцов. Полосу эффективного возбуждени ПАВ структуры 7 можно совместить с одним из всплесков на амплитудно-частотной ха рактеристике устройства вне его полосы пропускани , например, совместить с частотами эффективного возбуждени сдвиговых объемных волн. В этом Случае дисси ативные потери энергии, вносимые алек тродама 12 и 13, уменьшают уровень
726648 возбуждени этих волн в структуре 6, ТекГшмыК достигаетс уеёпМенйё подавлени сигнала внеполосы пропускани устройства, В предложенном устройстве каждый преобразователь может содержат две и более дополнительных структур электродов , расположенных по одну или по разные стороны от электродных структур 6 и 19, возбуждающих ПАВ в полосе пропу кани устройства, Во всех случа х рассто ние между центрами смежных электродов в дополнительных структурах выбираетс в соотвetcтвии с описанным выше принципом, а именно так, чтобы полосы эффективного возбуждени ПАВ этими структурак и нах дились вне полосы пропускани устройства , а диссипативные потери, вносимые им перекрывались с боковыми лепестками с ; всплесками амплитудно-частотной характеристики устройства. Предложенное устройство позвол ет уменьшить потери энергии, так как sJieKтродные структуры 7 и 20 не вйос т дополнительных потерь энергии в полосе пр пускани устройства. Уменьшаютс также искажени амплитудно-частотной характеристики устройства, йоскольку участки электродов с малым перекрытием в этих электродных структурах возбуждают ПАВ . вне полосы пропускани устройства. Устройство отличаетс простотой и технологичностью, а его расчет и конструктйрование-простотой и точностью. Про изводство устройства совместимо со стан дартной технологией изготовлени интегральных схем. При использовании в качестве звукопровода дешевых и доступных материалов, таких, например, как кварц, гёрманат и силикат висмута, затраты на его производство резко снижа-
J,i:;;biJriir.S iij riiLt. -isjsj
8 ютс . Перечисленные качества обеспечивают хорошие эксплуатационные параметры предложенного устройства и сравнительно низкие затраты на его изготовле- ние при массовом производстве. Формул.а изо б р е т е н и Устройство на поверхностных акустических волнах, содержащее пьезоподложку и расположенный на ее поверхности преобразователь поверхностных акустических волн, выполненный в виде двух электродных структур, кажда из которых содержит контактные площадки и две разнопол рные группы параллельных перекрывающихс штыревых электродов, причем щтыревые электроды одной из,групп обеих электродных структур гальванически соедииены между собой, штыревые электроды другой группы соединены гальванически с соответствующей контактной площадкой, а перекрытие щтыревьис электродов в одной из электродных структур выполнено неравномерным, о т ли чающеес тем, что, с целью уменьшени потерь энергии и искажений амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускани при одновременном увеличении уровн подавлени вне полосы пропускани , перекрытие штыревых электродов во второй упом нутой электродной структуре вьщолнено посто нным ,,при этом рассто ни между центрами смежных штыревых электродов в первой и второй электродных структурах выполнены неравными, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Патент ФРГ № 2441499, кл. Н 03 Н, 9/00, опублик. 1975, 2,Патент США № 3904996, кл, 333-72, опублик. 1976 (прототип). Фиг. 2 28 П