SU953695A1 - Фильтр на поверхностных акустических волнах - Google Patents

Description

(54) ФИЛЬТР НА

ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

Изобретение относитс  к области радиоэлектроники и может использоватьс  в устройствах селекции частоты. Известен филыгр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоподлсокку и встречно-штыревые преобразователи , вьшолненнью каждый в виде двух групп параллельных перекрывающихс  алектродов, причем перекрытие электродов посто нно вдоль продольной оси преобразовател , и контактных площадок с выемками, в которые заход т электроды , образу  с контактными площадками емкостную св зь Г1. Недостатком этого фильтра  вл ютс  высокий уровень внешних потерь и значительные габариты. Известен также фильтр на ПАВ, содержащий пьеаоподложку.и расположенные на ее поверхности входной и выход- ной встречно-читыревые преобразовател , выполненные каждый в виде двух электродных структур, расположенных в парал . лельвых акустических каналах, кажда  из Которых cocToitT из двух групп пapaллeль ных перекрывающих электродов, в первой из которых электроды соединены гальванически с соответствующей контактноГ площадкой, а во второй с соответствующими электродами другой электродной структуры, причем в одной из электродных структур обоих преобразователей перекрывающиес  участки имеют посто нную , а в другой-переменную длину вдоль продольной оси тфеобразовател . Период расположени  электродов в разных электродных структурах одного преобразовател  различен, а основные электроды.обоих преобразователей расположены в одном акустическом канале 2. Недостатком известного фильтра  вл етс  также большие габариты. Целью изобретени   вл етс  уменьше- ние габаритов фильтра. Эта цель достигаетс  тем, что в фильтре на ПАВ, содержащем пьезоподложку И расположенные на ее поверхности входйой и Выходной встречно щтьфовью про- 39 образоватшш, выполненные каждый в вид двух электродных структур, расположенных в параллельных акустических каналах , кажда  из которых состоит из двух групп параллелЫ1ых перекрывающихс  электродов, Б первой из которьцс электро ды соединены гальванически с соответст вующей контактной площадкой, а во второй - с соответствующими электродами другой электродной структуры, причем в одной из электродных структур обоих 1феобразователей перекрывающиес  участки имеют посто нную, а в другой - пе юменную дли1гу вдоль продольной оси преобразовател , рассто ни  между продольными ос ми смежных электродов в каждой группе выбраны из услови  совмещени  полосы частот ПАВ, возбуждаемых электродами этой группы, с заданной полосой пропускани  фильтра, при этом электродные структуры с одинаковым характером перекрыти  электродов во входном и Выходном преобразовател х расположены в разных акустических каналах. Кроме того, рассто ние между электродными структурами, наход щимис  в одном акустическом канале , может быть отлично от рассто ни  между электродными структурами в другом акустическом канале. На чертелсе схематично показан один из конструктивных вариантов вьшопнешш предложенного фильтра. Фильтр содержит пьеаоподложку 1, на которой расположены входной 2 и выходной 3 преобразователи ПАВ рстреч но-штыревого типа. Каждый преобразователь содержит первую контактную nrfo- щадку 4, вторую контактную площадку 5 электродную структуру 6, состо щую из групп электродов 7, 8 и структуру 9 из хрупп электродов 10 и 11. Электроды 7 гальванически соединены с первой контактной площадкой 4. Эле1строды 8 парадлельны электродам 7 и расположены между ними так, что образуютс  перек-, рывающиес  участки электродов 7 и 8 одинаковой длины. Электроды 1О гальванически соединены со второй контактной площадкой 5, Электроды 11 гальвшшчески соединены непосредственно с соответствующими электродами8, параллельных электродам Ю и расположе- . ны между ними так, что образуютс  перекрывающиес  участки электродов 1О и 11 переменной длиньи Переменна  длшш перекрывающихс  участков электродов IO и 11 может бьпЬ образована в еременной длиной электродов 11 как показано на чертеже, переменной длиой электродов 10 или 11. Не все элекроды 10 и 11 могут иметь перекрыающиес  участки. Каждый электрод 8 совместно со смежными электродами 7 . прилегающим к ним участком первой онтактной площадки 4 образует емость , св зывающую соответствующий электрод 11 второй структуры 9 с передай контактной площадкой 4. Величина Этой эмкости определ етс  длиной перекрывающихс  участков электродов 7 и 8 и одинакова дл  всех электродов 11, В свою очередь, каждый электрод 11 совместно со смежными электродами 10 и прилегающим к ннм участком контактной площадки 5 образует емкость, св зывающую соответствующий электрод 8 первой структуры 6 со второй контактной площадкой 5. Величина этой емкости определ етс  длиной перекрывающихс  участков электродов Ю и 11. Электродна  структура 6 входного преобразовател  2 вместе со структурой 9 вькодного преобразовател  3 расположены в одном акустическом канале 12, структура 9 Входного преобразовател  2 и структура 6 выходного преобразовател  3 расположены в другом акустическом канале 13. Контактные площадки 4 и- 5 входного 1феобразовател  2 подключены к генератору 14 высокочастотных колебаний, контактные площадки 4 и 5 выходного преобразовател  3 подключены к нагрузке 15. В изображенном варианте выполнени  фильтра рассто ние между продоль .ными ос ми смежных электродов 7, 8 первой структуры 6 и электродов 10, 11 Второй структуры 9, как во входном 2, так и в выходном 3 преобразовател х равны. Эта величина определ етс  рабочей частотой фильтра. Эти рассто ни  N-n . могут измен тьс  вдоль преобразовател  по заданному закону. В этом случае она определ етс  по центральной частоте фильтра и его полосе пропускани . Рассто ни  между продольными ос ми смежных элекародов 7, 8 и 10, 11 выбираютс  нз услови  совмещени  полосы частот ПАВ, возбуждаемых электродами структур 6 и 9 соответственно, с заданной полосой пропускани  фильтрат. При этом совмещение может быть и частичным. Возможен вариант фильтра, а котором рассто ние между первой структурой 6 электродов входного гфеобразовател  2 и второй структурой 9 электродов выходного преобразовател  3 отлично от

рассто ни  между второй структурой 9 электродов входного преобразовател  2

.и первой структурой 6 электродов выходного преобразовател  3. При этом в одном на преобразователей, например во входном 2, рассто ни  между ос ми смежных электродов 7,8 выбраны отличными от рассто ний между ос ми смежных электродов 10, 11, так чтобы значени  центральных частот в полосах чае-

тот ПАВ, возбуждаемых электродами первой 6 и второй. 9 структур, отличались, но были расположены в пределах полосы гчропускани  фильтра, В предложенной конструкции фильтра каждый из преобразователей может содержать три и более структур электродов.

Фильтр работает следующим образом.

При постуШ1е1ши высокочастотного сигнала от генератора 14 на первую 4 и Вторую 5 контактные площадки входного преобразовател  2 между смежными электродами 7,8, а также между смежными электродами 1О, 11 возникает знакопереме ша  разность потенциалов . Величина ее между парами смежных электродов 7,8 и соответствующими парами электродов 1О, 11 второго р да 9 распредел етс  в соответствии с длинами участков перекрыти  электродов в дaшioй паре. Поскольку величины напр жений между смежными электродами 7,8 и Ю, 11 завис т от длины участков перекрыти  электродов 10,11, котора  измен етс  вдоль преобразовател  по заданному закону, указанные величины такл.е мен ютс  вдоль преобразовател . Каледа  пара смежных электродов 7,8 и 10,11 входного преобразовател , благодар  возникновению между ними разности потенциалов, возбуждает в подложке 1 ПАВ в полосе частот вблизи центральной частоты полосы пропускани  фильтра. Амплитуда этих волн нропсрциональна величине напр женности электрического пол  между электродами данной пары. Поскольку указанные величины напр женности мен ютс  вдоль 1феобрааовател , амплитуды ПАВ, возбуждаемых различными парами электродов обоих структур, также отличаютс  друг от друга. При этом в первой структуре 6 электродов 7, 8 возбуждаютс  ПАВ с равномерным фронтом по апертуре луча, так как все электроды 7,8 имеют одинаковую длину участков перекрыти . Во второй структуре 9 электродов .10,11, длина участков перекрыти  которых измен етс  по задшшому закону

возбуждаютс  ПАВ с неравномерным фронтом по апертуре луча, измен ющимс  вдоль преобразовател  по указшшому закону. Таким образом, взвещивание ПАВ, возбуждаемых входным преобразователем 2, и, следовательно, форм1фоBajffle заданного импульсного отклика этого преобразовател  происходит за счет изменени  амплитуды ПАВ, возбуждаемых электродами обоих структур 6 и 9 преобразовател , а также за счет изменени  ширины фронта ПАВ, возбуждаемых электродами 10, 11. При этом взвещ11ва ние достигаетс  путем задани  опреде5 ленного закона изменени  длииз перекрывающихс  электродов 10,: 11 ПАВ, возбуждаемые электродами 7, 8 входного преобразовател  2, распростра шютс  в подложке 1 вдоль акустического канала 12,

0 достигают выходного преобразовател  3 и преобразуютс  электродами 1О, 11, расположе1шыми в том же акустическом канале , в электрический сигнал. Одновреме шо ПАВ, возбунодаемые электродами

5 10, 11 входного преобразовател  2, распростра}гаютс  в подложке 1 вдоль акустического канала 13, достигают выходного преобразовател  3 и преобразуютс  электродами 7,8, расположеш1ыми в том

0 же акустическом канале, в электрический сигнал. Поскольку длина участков перекрыти  электродов 7,8. выходного преобразовател  3 одинакова , преобразование ПАВ, распростран ющихс  вдоль Шсустического канала 13 и имеющих неравномерный фронт по апертуре луча, происходит без фазовых искажений. В выходном преобразователе 3 в процессе ПреобразоваШ1  ПАВ в электрический происходит взвещивание последнего

0 аналогично описанному выше взвещиванию ПАВ во входном преобразователе 2, так как длина CQ участков перекрыти  элек- тродов 10, 11 Выходного гфеобразовател  3 измен етс  вдоль преобразовател . Ре5 зультирующее напр жение, возшшающее на контактных площадках 4 и 5 выходного преобразовател  3 и поступающее на нагрузку 15, равно сумме напр жений, возникающих на сме}шых электродах 7,

0 8 к соответствующих cMeiim ix электродах Ю, 11 этого преобразовател . Таким образом, импульсный отклш формируетс  как во входном 2, так и в выходном 3 преобразовател х, и результирующа 

5 амплитудно-частотна  характеристика фильтра  вл етс  произведошюм ампли- тудно-частотHiiUc характеристик, формируемых в обоих преобразоват -л х.

в фильтре по второму указанному выше варианту электрические сигналы, воэникаюшие на контактных площадках 4, 5 выходного преобразовател  3 сдвинуты по фазе. Поэтому, измен   рассто ние между электродными структурами одного канала, можно измен ть форму амплитудно-частотной характеристики фильтра.

Предложенный фильтр имеет улучшенную форму амплитудно-частотной характгеристики за счет ее форм1фовани  во Ьходном и выходном преобразовател х ПАВ при небольших размерах фильтра. Его габариты в два раза меньше, чем у известного фильтра, так как ПАВ в полосе частот пропускани  фильтра возбуждаютс  электродами первой и второй структур. Уменьшение габаритов, в свою , позвол ет упростить технологию изготовлени  фотошаблонов н технологию изготовлени  самого фильтра, повысить разрешающую способность процесса фотолитографии , увеличить процент выхода годных изделий и удешевить их за счет экономии материала ПОДЛЕЖКИ.

Claims (2)

1. Фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезс фг ожку и располож;еннь1е на ее поверхности входной и выходной встречнойштьфевые преобразователи, вьшблненные каждый в аиде двух электродных структур, расположенных в параллельных акустических каналах, кажда  из которьгх состоит из двух групп параллельных перекрываю .

щихс  электродов, в первой из которьЬс электроды соединены гальванически с соответствующей контактной площадкой , а во второй - с соответствующими электродами другой электродной структуры , причем в одной из электродных . ст руктур обоих преобразователей перекрывающиес  участки имеют посЛ н- ную, а в другой - переменную длину вдоль продольной оси преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов, рассто ни  между продольными ос ми смежных электродов в каждой группе выбраны из услови  совмещени  полосы частот поверхностных акустических олн, возбуждаемьис электродами этой группы, с заданной полосой пропускани  фильтра, 1ФИ этом электродные структуры с одинковым характером перекрыти -электродов во входном и выходном преобразовател х расположены в разных акустических каналах.

2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю щи и с   тем, что рассто ние между электродными структурами, наход щимис  в одном акустическом канале,. отлично от рассто ни  между электродными структурами в другом акустическом канале .

Источники информации, 1фин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 39О4996, .кл. 333.-72, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по аа вке N 251О211/18-23,

кл. Н 03 Н 9/00, 1977.