Пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов

с 31О и ив с А Н И Е 72664 ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.396. .966 (088.8) Опубликовано 05.04.80. Бюллетень 13Дата опубликования описания 15.04.80 яо делам изобретений и открытий(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ КОМПОНЕНТ СИГНАЛОВИзобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при измерении частотных компонент сигналов.Известны пьезоэлектрические устройства для измерения частотных компонент сигналов, представляющие собой многоканальные фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие пьезоэлектрическую подложку, на рабочей поверхности которой размещены один широкополосный входной и несколько (по числу каналов) соосных с ним узкополосных выходных встречно-штыревых преобразователей (ВШП) ПАВ, каждый из которых настроен на частоту соответствующего канала 11) .Основными недостатками таких устройств являются невысокая степень разрешения частотных компонент сигналов, а также ограниченный диапазон измеряемых частотных компонент сигналов.Известно также устройство для измерения частотных компонент сигналов, содержащее пьезоэлектрическую подложку с расположенными на ее рабочей поверхности входным и выходными ВШП 2.Недостатками этого устройства являются ограниченный диапазон измеряемых частот входных сигналов, лимитируемый полосой пропускания входного ВШП и частотными свойствами элементов дифракции и фокусировки, и невысокая точность измерения частотных компонент вследствие нарушения распределения амплитуд частотных компонент сигнала за счет различия длин путей и условий распространения, проходимых соответствующими лучами ПАВ от входного ВШП до выходных преобразователей.Цель изобретения - расширение диапазо на измеряемых частот и повышение точностиизмерения амплитуд частотных компонент.сигналов.Это достигается тем, что введен вспомогательный встречно-штыревой преобразователь, расположенный между входным и выходными преобразователями, ориентированный ортогонально по отношению к входному преобразователю, а выходные преобразователи выполнены с периодом расположения электродов, равным разности периодов рас положения электродов входного и вспомогательного преобразователей, и расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от геометрического центра вспомогательного преобразователя, при этом ко входувспомогательного преобразователя подключены перестариваемый по частоте генератор синусоидальных сигналов.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит пьезоэлектрическую подложку 1, входной ВШП ПАВ 2, вспомогательный ВШП ПАВ 3, ориентированный ортогонально по отношению к входному ВШП 2, а также выходные ВШП, выполненные с периодом расположения электродов, равным разности периодов входного и вспомогательного ВШП; и расположенные по дуге окружности на одинаковомрасстоянии от геометрического центра вспомогательного ВШП 3.Принцип работы предлагаемого устройства основан на пространственном разделении частотных компонент входного сигнала за счет неколлинеарного нелинейного взаимодействия ПАВ, возбужденных входным ВШП 2, при приложении к нему входного сигнала с радиочастотным электрическим полем, возникающем на вспомогательном ВШП 3 при подключении его к генератору синусоидального сигнала. В результате такого нелинейного взаимодействия генерируется акустическая волна с частотой а =иг + ьг и волновым вектором К = К, + Кг, где ы, К, и а г, Кг - частоты и волновые векторы входного и вспомогательного сигналов соответственно при ортогонально ориентированных ВШП 2 и 3 генерируемая акустическая волна аз, К распространяется в направлении, составляющем с направлением распространения исходной входной ПАВА К, угол х, определяемый только соотношением частот входного о, и вспомогательного ыг,сигналов.созе,дИ 1+ юг В результате этого при фиксированной частоте вспомогательного сигнала, различным частотным компонентам входного сигнала однозначно соответствуют различные направления распространения ПАВ, определяемые углами у . Детектирование этих ПАВ осуществляется теми выходными ВШП, ориентация которых по отношению к входному ВШП при данном фиксированном значении частоты вспомогательного сигнала определяется соответствующими углами ; При этом для лучшего согласования детектируемого сигнала с выходными ВШП, последние выполнены с периодом электродов, определяемым разностью периодов входного и вспомогательного ВШП, а для обеспечения равенства затухания распространяющихся под различными углами генерируемых сигналов выходные ВШП расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от центра вспомогательного ВШП 3. Диапазон измеряемых частотных компонентвходного сигнала определяется полосой пропускания входного ВШП и зависит от величины угла ориентации крайнего выходного ВШП 4 по отношению к входному ВШП 2. В результате этого для устройства с заданным числом выходных ВШП и заданным значением угла ориентации крайнего выходного ВШП диапазон измеряемых частот входного сигнала при широкополосном входном ВШП определяется только ве личиной частоты вспомогательного сигнала. В устройстве возможно также регулирование разрешающей способности за счет соответствующего изменения частоты вспомогательного сигнала.Таким образом, предложенное пьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов позволяет значительно расширить диапазон измеряемых частот, повысить точность измерения амплитуд частотных компонент сигнала, а также осуществлять регулирование разрешающей способности устройства.Формула изобретенияПьезоэлектрическое устройство для измерения частотных компонент сигналов, содержащее пьезоэлектрическую подложку с расположенными на ее рабочей поверхности входным и выходными встречно-штыревыми преобразователями поверхностных акустических волн, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот и повышения точности измерения амплитуд частотных кмопонент сигналов, введен вспомогательный встречно-штыревой преобразователь, расположенный между входным и выходным преобразователями, ориентированный ортогонально по отношению к входному преобразователю, а выходные преобразователи выполнены с периодом расположения электродов, равным разности периодов расположения входного и вспомогательного преобразователей, и расположены по дуге окружности на одинаковом расстоянии от геометрического центра вспомогательного преобразователя, при 4этом ко входу вспомогательного преобразователя подключен перестраиваемый по частоте генератор синусоидальных сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Мейне и дрПрименение устройств на поверхностных акустических волнах для обработки сигналов. ТИИЭР, 1976,5, с.с. 81 - 97.2, Патент Франции2275779,кл. б 01 й 23/02, опублик. 1976.И Государственно делам изобретен осква, Ж - 35, Р к Патент, г. Уж го ком нте й и отк аушская город, ул Редактор Н. ГорваЗаказ 855/19 Корректор О, КоПодписноеа СССРытийаб., д, 4/5Проектная, 4 кая