Регулируемое акустоэлектронное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРВЕДОМС)5 НОЗН ВЕННОЕ ПАТЕНТНО СССРТ СССР) ЕИ И ЕТЕНИЯ К е(21) 4869792/22 (22) 01.10.90 (46) 07,06.93, Бюл. В 21 . (71) Центральное конструкторское бюро "Алмаз" и М сковекий инженерно-фиэичский институт (72) В,А.Осипов, А,Н.Алексеев и Д.Ю,Горшков (56) НапбЬоЖ оп тЬе РЬузсз апб СЬет)зажгу оГ Яаче ЕагтЬз, еб)теб Ьу К,А.озсЬпе)бег, Зг. апб .,Еуг)пд. - ИогтЬ-Ноапб РОЬзсЬ)п 9 Соврапу, 19.79.А,Со)беп, Я.АЛ.ещопз, А.М.6)азз апб чч.А;Вочпег, Арр. РЬуз. .е 11, 30, 506, 1977, (54)РЕГУЛИРУЕМОЕ АКУСТОЭЛЕКТРОН НОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронике. Целью изобретения является повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения регулируемого параметра; Регулируемое акустоэлектронное устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, выполненный иэ полидоменного монокристалла молибдата гадолиния в виде пластин полярного среза, содержащей по крайней мере один полосовой домен 2, огЯ 2 182047 раниченный двумя плоскими доменными границами 3, 4, основные входной и выходной преобразователи 5, б акустических волн, размещенные на эвукопроводе,1 в основном акустическом канале, вспомогательные входной и выходной преобразователи 7, 8 поверхностных акустических волн (ПАВ), размещенные во вспомогательном акустическом канале, управляющие электроды 9, расположенные на противолежащих полярных гранях эвукопровода 1 в областиразмещения по крайней мере одной плоской доменной,границы полосового домена, диапазон изменения ширины которого вдоль акустической оси основного акустического канала определяется геометрической протяженностью упрзвляющих электродов в этом направлении, подвоединенных к регулируемому. источйику электрического ка- пряжения 10., вход которого через блок 11 формирования сигнала управления соединен с выходным преобразователем 8 вспомогательного канала, входной преобразователь которого соединен с опорным генератором 12, Приведено соотношение апертуры входного преобразователя ПАВ и расстояния между входным и выходным поеобоаэователями ПАВ, 2 ил,Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронике, иможет быть использовано в качестве регулируемой линии задержки или регулируемогафазовращателяЦелью изобретения является повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения регулируемогопараметра.Сущность изобретения заключается в. 10использовании специфики физических свойств материала звукоправада, изаморф.ного ГМО, Наличие угла между фаэовой и групповой скоростями ПАВ и в направленииакустической оси вспомогательного акустическогаканала, образующей прямой угол сПДГ полосового домена, дает возможностьосуществить контроль палокения ПДГ, расположенной в области размещения управляющих электродов, во всем ее диапазоне 20 перемещения, определяемом типом регулируемага акустоэлектроннаго устройства.Для реализации этого входной и выходной преобразователи ПАВ вспомогательного акустического канала размещаются вне аб ласти изменения ширины полосового доме-на и па разные стороны от ПДГ, расположенной в области размещения управляющих электродов, при этом выходной . преобразователь ПАВ вспомогательного 30 акустического канала выполняется в виде двух секций с одинаковой апертурой, равной па величине апертуре входного преобразователя ПАВ вспомогательногоакустического канала, Контроль положенияПДГ паласового дамена, расположенной в области размещения управляющих электродов, осуществляемый с использованием цепи отрицательной обратной связи, устанавливает однозначное соответствие 40 между информационным параметрам и сигкалом управления, что и обеспечивает повышение точности регулирования информационного параметров в широком . диапазоне ега изменения, ограниченным 45 .практически лишь физическими размерами звукапровада.На фиг.1 и 2 представлены два вариантаконструктивного выполнения регулируемо-.га акустаэлектраннага устройства: для слу чая ПАВ (фиг.1) и для случая ОАВ (фиг.2).Регулируемое акустоэлектроннае устройство содержит пьезоэлектрический звукапровад 1, выполненный из.полидоменнаго манакристалла ГМО в виде 55 пластины полярного среза, содержащей, покрайней мере, один паласовой домен 2, ограниченный двумя ПДГ: подвижной ПДГ 3 и неподвижной ПДГ 4, входной 5 и выходной б преобразователи акустических волн, размещенные на поверхности звукоНровода 1 и образующие основной акустический канал, входной 7 и выходной преобразователи 8 ПАВ, размещенные на поверхности звуко- провода 1 по разные стороны от ПДГ 3,. образующие вспомогательный акустический канал, акустическая ось которого расположены перпендикулярно ПДГ полосового домена 2. На противолежащих гранях эвукопровода 1 в области размещения ПДГ 3 полосового домена 2 расположены управляющие электроды 9, геометрический размер которых вдоль акустической оси вспомогательного акустического канала соответствует диапазону изменения ширины полосового домена 2 в указанном направлении, Управляющие электроды 9 соединены с выходом регулируемого источника напряжения 10, который через блок формирования сигнала управле- . ния 11 соединен с выходным преобразователем 8 ПАВ вспомогательного акустического канала, а входной преобразователь 7 ПАВ вспомогательного канала соединен с генератором опорного сигнала 12, Входной 7 и выходной 8 преобразователи ПАВ вспомогательного акустического канала расположены вне области изменения ширины полосового домена 2. Выходной преобразователь 8 вспомогательного канала выполнен в виде двух секций с равнойапертурой. величины апертур которых вы-браны равными апертуре входного преобразователя 7 ПАВ вспомогательного акустического канала, а расстояния между соответственно входным 7 и выходным 8 преобразователями ПАВ вспомогательного акустического канала и ближайшим к нему краем управляющего электрода выбраны одинаковыми и в соответствии с выражением,. Следует отметить, что представленные на фиг.1 и 2 варианты выполнения устройства не являютсяединственна возможными.Выполнение ПДГ неподвижной может быть осуществлено, в частном случае, локализацией формы управляющих электродов 9, топология которых определяется в общем случае типом регулируемого акустоэлектронного устройства или созданием механических ограничителей 13 на рис. 1), расположенных, па крайней мере, на одной из полярных гранеи звукопровода 1, или каким-нибудь другими способами, создающими в зоне расположения ПДГ 4 область физической неоднородности, препятствующую изменению заданного расположения ПДГ 4, например, за счет локального облучения звукопровода, создающего в нем об 1820479ласть с повышенной концентрацией дефектов кристаллической структуры.Регулируемое акустоэлектронное устройство работает следующим образом,Электрический сигнал, подводимый к входному преобразователю 5 основного акустическогоканала, возбуждаетакустическую волну, распространяющуюся по эвукопроводу 1. Акустический поток входного преобразователя 5 пересекает расположенный в акустическом канале полосовой домен 2 и поступает на выходной преобразователь 6. Здесь осуществляется обратное преобразование акустической волны в электрический сигнал. Регулирование выходного параметра, например, времени задержки, осуществляется подачей электрического напряжения соответствующей полярности с регулируемого источника электрического напряжения 10 на управляющие электооды 9. Приложение к управляющим элелтродам 9 электрического напряжения, превышающего по величине некоторое, характерное для матвриала звукопровода 1, коэрцитивное значение, сопровождается перемещением ПДГ 3, расположенной в области размещения управляющих электродов 9. Направление перемещения ПДГ 3 однозначно определяется полярностью приложенного напряжения, При этом ПДГ 3 перемещается параллельно самой себе на расстояние, пропорциональное величине и времени приложения напряжения на управляющие электроды 9. Изменение положения ПДГ 3 изменяет и ширину полосового домена 2, а так как скорость распространения ПАВ (на фиг.1), квазисдвиговой и квазипродольных мод ОАВ (на табл.2) по разные стороны ПДГ 3, различны, то изменяется и время выдержки выходного сигнала.Достижение заданной величины регули-, руемого параметра в регулируемом акустозлектронном устройстве осуществляется с использованием отрицательной обратной связи по изменению ширины полосового домена 2 за счет изменения положения ПДГЗ, Цепь обратной связи образована входным и выходным 8 преобразователями ПАВ, образующими вспомогательный акустический канал, блоком формирования сигнала управления 11, генератором опорного сигнала 12 и регулируемым источником электрического напряжения 10.Функционирование цепи обратной связи осуществляется следующим образом. Сигнал с выхода опорного генератора 12 поступает на входной преобразователь 7 ПАВ. ПАВ, возбуждаемая входным преобразователем 7 ПАВ. распространяется по зву 20 30 35 Перемещение ПДГ 3 в пределах областирасположения управляющих электродов 9 . вызывает отклонение (сканирование) аку 40 51015 копроводу 1 и поступает на выходной преобразователь 8 ПАВ. Сигнал с выходного преобразователя 8 ПАВ поступает на вход блока формирования сигнала управления 11, вырабатывающего управляющий сигнал в соответствии со значением амплитуды входного сигнала для регулируемого источника электрического напряжения 10,Входной 7 и выходной 8 преобразователи ПАВ образуют. вспомогательный акустический канал, размещенный на поверхности эвукопровода таким образом, что его акустическая ось перпендикулярна ПДГ 3 и 4 половового домена 2. Расположение вспомогательного канала в направлении (110)обосновано тем, что в этом случае имеет место максимальное расхождение между. направлениями распространения фазовой и групповой скоростей ПАВ, Расположение входного 7 и выходного 8 преобразователей. ПАВ по разные стороны от ПДГ 3, расположенной в области размещения управляющих электродов 9 и вне области ее перемещения, то есть вне области изменения полосового домена 2, дает возможность установить однозначное соответствие между положением ПДГ 3, то есть значением информационного параметра, например, времени задержки, и значением амплитуды сигнала с выходного преобразователя ПАВ 8, Для этого выходной 8 преобразователь ПАВ выполняется в виде двух секций с одинаковой апертурой, равной значению апертуры входного преобразователя 7 ПАВ стического пучка по апертуре выходного преобразователя 8 ПАВ. На рис,1 показано отклонение точки, расположенной на акустической оси, для текущего положения ПДГ 3. В зависимости от величины отклонения акустического потока он принимается одной из двух или двумя секциями выходного преобразователя 8 ПАВ одновременно. Так как отклонение акустического потока пропорционально величине акустических путей, проходимых ПАВ по доменам различной полярности, разделяемым ПДГ 3, а углы расхождения между фазовой и групповой скоростями ПАВ.в этих доменах равны по величине и противоположны по знаку,то следоватеаьно, для получения одинаковых по величине отклонений, соответствующих крайним положениям ПДГ 3,необходимо, чтобы акустические пути, проходимые ПАВ по раэнополярным доменам, были равны и симметричны относительно полярности домене соответственно, что возможно при равенстве расстояний междум 8 и еоб азователя- нзя ось симметрии вспомогательного акувходным 7 и выходным прес разоватг канала асположена перпендими ПАВ и ближайшими к ним краями управ- стического канала расп лкулярно плоским доменным границам ляющ ляю его электрода 9. .Формула изобретения полосового домена, а входнои и выходной Рег лируемое зкустоэлектрронное уст преобразователи поверхностных акустичероиство, д Р во со е жащее пьезоэлектрическии У РУ ских волн вспомогательного акустическогол размещены вне области изменениякоп ово, выполненный из полидомен- канала звукопр дв ширины полосового домена и по разные .ного монокристалла молибдата гадолиния вс еза, содержа-стороны от плоской доменной границы, расвиде пластины полярного среза, содерей по крайней мере, один полосовой до положенной в области размещения уп щей по крайнеи ме е,оскими ляющих электродов, при этом выходной м н,. ог аниченнцй двумя плоскимпреобразователь поверхностных акустичедоме Р ннцмиг аницами,основныевходноии и.ских волн вспомогательного акустического выходной преобразователи акустическихазмещеннце в осн в н щ основном акустиче- сигнала канала выполнен в виде двух секб а ций с одинаковой апертурой, Каждая секция ском канале, входной и выходной прео рателипове хностныхакустическихволн, подключена к соответствующим входамсумматора, а величины апертур каждой из раз щ ме енные во вспомогательном акустиэтих секций выбраны равными апертуре ЧЧ ческо м канале, управляющие электрОды. в лежа их поляр- входного преобразователя поверхностныхлн ПАВ) вспомогательного ных г анях звукопровода в области разме акустических волн вспом ных гранях звукопровакустического канала, определяемой выра- щения по крайней мере, одной плоскои доменной границы полосового домена, диа- жениемпазон изменения ширины которого вдоль продольной оси симметрии основного аку- - (Я=20.-2 М)ща, стическо о кого канала, определяется геометриг е - асстояние между входным и выходческим размером управляющих электродов где - расВ в этом направлении, подсоединенных к ре- р рным и еоб азователями ПА вспомогагулиру у емом источнику электри рического на- тельного акустического канала;б, М - расстояние между соответственно пр и яжения, соединенному через лок и ования сигнала управления с выхо- ву р - 30 ходнцм и выходным преобразователями формирова р ПАВ зтельного акустического канаб м к ним краем управляющихв го с мматора, при этом вспомог входной преобразователь вспомогательно- лз и лижаиши го ак стического канала соединен с генера- электродов; го акуа - угол между направлениями распротором опорного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с цель, с целью повышения точности 35 странения фазовой и групповой скоростеи Р егулирования в широком диапазоне изме- ПАВ,ьнения регулируемого параметра продоль