Устройство для определения сверткиогибающих модулированных сигналов

длительности огибающих сигналов Г(В) и Гг,(С) могут быть выбраны короче времени нх распространения в Области электрода для выделения свертки, пределы интегрирования могут быть взяты бесконечными, и, используя подстановку , =т-Е/Ч получают стандартное выражение интеграла свертки двух функций 121,ООсй-.-ч ь Г 1"1 Г(21.)с 32 Недостатком известного устройства является низкая точность определения интеграла свертки сигналов всилу неполного совпадения волновыхФронтов встречных звуковых волн в области их взаимодействия даже в высококачественных акустически одно(родных кристаллах со специальной оптической обработкой поверхностей ивысокой степенью параллельности торцов кристалла. Из выражений (1) и(2) следует, что условием высокойточности электроакустического устройства для определения интеграла свертки является идентичность скоростираспространения (Чзв) обоих встречных звуковых волн в области их взаимодействия или, иначе говоря, совпаьдение волновых Фронтов взаимодействующих в кристалле звуковых волн.Целью предлагаемого изобретенияявляется повышение точности работызлектроакустического устройства дляопределения свертки сигналов путемобеспечения совпадения волновыхФронтов взаимодействующих волн и снятие высоких требований к акустической однородности и качеству механической обработки поверхностей пьезоэлектрического кристалла. Достижение этих целей делает возможнымиспользование кристаллов в областиФазовых переходов, где они имеют экстремальные нелинейные свойства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство содержащее сегнетоэлектрический кристалл, на который нанесены с противоположных тор-цов две,токопроводящие пластины,первая из которых подключена к шине нулевого потенциала, а втораясоединена с выходом смесителя, первыГ) вход которого соединен с выходомлинии задержки, вход которой является первым входом устройства,второй вход смесителя является вторым входом устройства, введен генератор электромагнитного импульса и дополнительная линия задержки, выходкоторой соединен с третьим выходомсмесителя, а вход подключен к выходу генератора электромагнитногоимпульса.Согласно изобретению к одному извходов смесителя подключен генератор электромагнитных колебаний, Формирующий дополнительный импульс накачки на частоте и = и 1+ ыг с вол-;новым вектором -К -- К- К 0 и оги- гбающей Г (с), задержанный относительно первого звукового сигнала на времяс с помощью линии задержки,при это) элемент, выполняющий функции выделения сигнала, свертки ивозбуждения звука конструктивно,выполнен в виде обкладок конденсатора, в которые помещен сегнетоэлектрический кристалл (КДР, сегне-.това соль и др.), ориентированныйполярной осью перпендикулярно плоскостям обкладок конденсатора. Приэтом в кристалле возбуждаюь попереч ные звуковые волны, сильно связанные с электрическим полем вдоль по- лярвой оси кристалла, что определяет высокую нелинейность.При взаимодействии 1-го распространяющего по кристаллу сигнала(н, К, Г ) с дополнительным электромагнитным сигналом (и, К, Гэ )образуется новая звуковая волна(иг-Кг, Гг). В частном случае, когда имйульс накачки короче, чем длительность 1-го звукового импульса,огибающая новой звуковой волны идентична первоначальной огибающей, т.е.Г = ГгПроведенные эксперименты показали, что обратная звуковая волна(и-Кг, Гг ) благодаря инвертированию волнового вектора испытываетобратную эволюцию волнового фронтапо отношению к первоначальной волне (ю, К, Г 2). Так, если первоначальная волна, возбужденная награнице кристалла, при распространении расходится относительно первоначального фронта В момент возбуж дения, то обратная звуковая волнасходится при распространении, т.е.восстанавливает свой фронт до первоначального фронта в момент возбуждения первичной волны.4 Вторая ЗВукоВая ВОлна (и, К, Г 1)возбужденная на том же преобразователе что и первая (ч, К, Г) должна встретиться в кристалле с обратнОЙ ЗВУКОВОЙ ВОлнОЙ (М-Кг, Гг)юимея при этом идентичные волновыеФронты, поскольку волновой Фронт звумковой волны (и, К, Г, ) к моментуВстречи СО ЗВукОВОЙ ВОЛНОЙ (Иг-К 2,Гг) исказится как раз настолько, насколько не успеет восстановитьсяфронт волны (и -Кг, Гг ). Следовательно, обе встречные волны должныэффективно взаимодействовать с образованием результирующего сигнала,пропорционального интегралу сверт- Щ ки двух Функций Г(с) и Гг(с). Действительно, этот сигнал обнаруживается на частоте щ = ичг, имеетволновой вектор К = К- Кг и сжат3во времени в два раза по сравнению д с входными сигналами, что являетсяхарактерным свойством свертки акустических входных сигналов. Сигнал свертки в момент встречи звуковых волн с идентичными волновьми Фронтами наблюдается даже в условиях экстремального рассеяния и дисперсии звука в области Фазовых .переходов кристаллов, а также на .некачественных кристаллах с необрабстанными гранями, трещинами и т.п. Характерно, что по условиям эксперимента встреча акустических сигналов осу" о ществляется в кристалле многократно, однако сигнал свертки, заметио.превышающий шумы, появляется только в тот момент, когда встречные звуковые сигналы имели идентичные волновые 15 фронты.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит сегнетоэлектрический кристалл 1, токопроводящие 20 йластины 2 (металлические обкладки) нанесенные на торцы кристалла 1 и выполняющие Функции возбуждения звука и выделения сигнала свертки. К пластинам 2 подключен смеситель 3, два входа которого соединены с источника- ми входных сигналов ч 4, Р 4 (й) и (Г ( й ), Один из источников сигна лов соединен со смесителем через линию 4 задержки. К третьему .входу смесителя через линию 5 задержки под" ключен генератор б электромагнитного импульса накачки.Устройство работает следующим образом.35Сигналы и, Г(а) и и, Г(а)задержанные друг относительно друга с помощью линии 4 задержки на время ь 4, где ь с 2, (Л- время необратимого затухания звука в образце подают через смеситель 3, на обкладки 4 О конденсатора 2, электрическое поле которого возбуждает в образце звуковые сигналы (и, К, Р 2) и (ю, К.4, Г). Через время, обеспечиваемое линией 5 задержки, в смеситель 3 подают импульс накачки на частоте ю ыцфч от генератора б. Посколь. ку время ь выбирается приблизительно равным 2, то импульс электрического поля накачки,.взаимодействуя с сигналом, незадержанным линией 4 задержки, вызывает звуковую волну(к,-К Г) с обратным волновым вектором -К=К. Таким образом, в кристалле возбуждены две звуковые волны (и 1,-КГд) с обратным волновымвектором й (и , К , Г ) взаимодействие которых приводит к возникновению сигнала свертки на частотеи ю 4+ ис волновым. вектором КЗ=К -К 2, т.е.однородного по кристаллу электрического сигнала,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность электроакустических коиволюторов, снизитьтребования и акустической однороднос-,ти и к точности механической обработки граней кристаллов, использоватьпьезоэлектрические кристаллы в экстремально нелинейной области их фазовыхпереходов, в условиях дисперсии и рассеивания волн в нелинейной среде.Формула изобретенияУстройство для определения свертки огибающих модулированных .,сигналов, содержащее сегиетоэлектрический кристалл, на который нанесены с противоположных торцов две токопроводя щие пластины, первая из которых сое,динена с шиной нулевого потенциала, а вторая соединена с выходом смесителя, первый вход которого соединен с выходом линии задержки, вход кото- . рой является первым входом устройства, второй вход смесителя. является вторым входом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введен генератор электромагнитного импульса и дополнительная линия задержки, выход которой соединен с третьим входом. смесителя, а вход под ключен к выходу генератора электромагнитного импульса.Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1, Ьвторское свидетельство СССРВ 559392, кл. 6 66 6 7/52, 1976.2, .Арр 1. Раув. В 42, 1971,р 908, (прототип).з Тираж 756 ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий5, Москва, ЖРаушская наб. . 4 5илиал ППП "Патент , г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. ЖовинскийРедакто В.Лаза енко Тех ед И.Асталош Ко екто В. Синицкая Зака