Преобразователь поверхностных акустических волн встречно штыревого типа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) П 1) 1) Н 03 Н 9/00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ордена Трудовогомени институт радистеники АН СССР(56) 1. Патент СЫА Ркл. 333-72. 1975,2. Патент Скл. 310-313, 1 ной длины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью максимагьного использования малых боковых лепестков импульсного отклика преобразователя и уменьшения фазовых искажений его амплитудно-частотной характеристики, .концы электродов первой группы основного ряда, обращенные к второй токопроводящей площадке, расположены между электродами второго вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участки переменной длины, а. концы электродов второй группы основного ряда, обращенные к первой токопроводящей площадке, расположены между электродами первого вспомо- , гательного ряда и имеют перекрываю- Е щиеся с ними участки переменной длины, при этом значения длин участ-. ков перекрытия концов электродов основного ряда с электродами вспомогательных рядов выбраны из условия неравенства отношений )- ж , где Е Ь и К - длины участков перекрытия .концов электрода первой группы с электродами первого и втерого вспомогательного рядов;и 1 - длины участков перекрытия концов электрода. второй группы, смежного с электро домпервой группы, с электродами вто рого и первого вспомогательных рядов Соответственно.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что каждый вспомогательный ряд имеет дополня тельные электроды, которые являются продолжением концоз электродов основного ряда, расположенных между смежными электродами данного вспомогательного ряда, и отделены от указанных концов электродов основного ряда зазором одинаковой величины. В. Гулян и В.Н Фед Красного Зна ники и элект 904996,ША 9 4162415,979.(54) 57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН ВЮТЫРЕВОГО ТИПА, содержащийвод и расположенные на немвторую токопроводящие площановной рядперекрывающихсябой электродов, размещенныхэтими площадками, состоящий из первой и второй групп электродов, первывспомогательный ряд электродов, расположенных между основным рядом ипервой токопроводящей площадкой иэлектрически связанных с ней, и второй вспомогательный ряд электродов,расположенных между основным рядоми второй токопроводящей площадкойи электрически связанных с, ней, причем концы электродов первой группыосновного ряда, обращенные к первойплощадке, расположены между электродами первого вспомогательногоряда и имеют перекрывающиеся с нимиучастки переменной длины, а концыэлектродов второй группы основногоряда, обращенные к второй площадке,расположены между электродами второговспомогательного ряда и имеют перекрыванщиеся с ними участки переменПОВЕРХ- СТРЕЧНОзвукопро первую и дки, осмежду сомежду10 Изобретение отиосится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройств,х для обработки сигналов, работающих на поверхностных акустических волнах (ПАВ.Известен преобразователь ПАВ с емкостным взвешиванием, содержащий звукопровод, расположенные на нем две токопроводящие площадки и один ряд перекрывающихся между собой штыревых электродов, размещенный между этими площадками и состоящий из первой группы электродов, связанных с одной площадкой через емкости, и второй группы электродов, связан ных с другой площадкой также через 35 емкости. Укаэанные емкости образованы выемками площадок и концами электр родов, входящими в эти выемки. Величина каждой емкости зависит от глубины выемки и ширины зазора между 20 концом соответствующего электрода и площадкой. Необходимый закон изменения величин емкостей по длине преобразователя достигается изменением глубины выемок и ширины зазора между р 5 концами соответствующих электродов и площадкой Г 11.Такое конструктивное выполнение преобразователя не позволяет получать малые величины емкостей за счет краевых эффектов и соответственно не позволяет реализовать малые боковые лепестки импульсного отклика. Кроме того, имеются фазовые искажения ам- плитудно-частотной характеристики (АЧХ 1, вызванные различием емкостей каждого электрода основного ряда.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь ПАВ встречно-штыревого типа с емкостным взвешиванием, 40 содержащий звукопровод и расположенные на нем первую и вторую токопроводящие площадки, основной ряд прекрывающихся между собой электродов, размещенный между этими площадками 45 и состоящий нз-первой и второй групп электродов, первый вспомогательный ряд электродов, расположенных между основным рядом и первой площадкой и электрически связанных с ней, и варой вспомогательный ряд электродов, расположенных между основным рядом и второй площадкой и электрически связанны 1 с с ней, причем концы электродов первой группы основного ряда, обращенные к первой токопроводящей площадке, расположены между электродами первого вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участки переменной длины, а конци электродов второй: группы основного 60 ряда, обращенные к второй токопрово ф дящей площадке, расположены между электродами второго вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними .участки переменной длины. Концы 65 электродов перврй группы совместносо смежными электродами первого вспомогательного ряда образуют емкости,связывающие электроды этой группыс первой токопроводящей площадкой,а концы электродов второй группы совместно со смежными электродами второго вспомогательного ряда образуютемкости, связывающие электродыэтой группы с второй токопроводящейплощадкой, Величины этих емкостейопределяются длиной участков перекрытия концов электродов основногоряда со смежными электродами вспомогательного ряда по импульсному отклику преобразователя Ю .Недостаток этого преобразователя,кем и описанного выше, заключается св сложности реализации малых боковыхлепестков .импульсного отклика, чтообуславлено краевыми эффектами прималых длинах участков перекрытия исильным выравниванием потенциаловна электродах основного ряда за счетмежэлектродных емкостей в основномряду. Другим недостатком являются фа.зовые искажения АЧХ за счет неравенства емкостей каждого электрода основного ряда.Целью изобретения является исполь.зование малых боковых лепестков импульсного отклика преобразователя иуменьшение Фазовых искажений АЧХпреобразователя,Указанная цель достигается тем,что в преобразователе поверхностныхакустических волн встречно-штыревоготипа, содержащем звукопровод и расположенные на нем первую и вторуютокопроводящие площадки, основнойряд перекрывающихся мкжду собойэлектродов, размещенных между этимиплощадками, состоящий из первой ивторой групп электродов, первыйвспомогательный ряд электродов, расположенных между основным рядом ипервой токопроводящей площадкой иэлектрически связанных с ней, и второй вспомогательный ряд электродов,расположенных между оайовным рядоми второй токопроводящей площадкойи электрически связанных с ней, причем концы электродов первой группыосновного ряда, обращенные к первойплощадке, расположены между электродами первого вспомогательного ряда,и имеют перекрывающиеся с ними участки переменной длины, а концы электродов второй, группы основного ряда,обращенные к второй площадке, расположены между электродами второговспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участки переменной длины, концы электродов первойгруппы основного ряда, обращенные квторой токопроводящей площадке, расположены между электродамивторого вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участки пе. Ремениой длины, а концы электродоввторой группы оенонного ряда, обращенные к первой токопронодящейплощадке, расположены между электродами первого вспомогательного ряда иимеют перекрывающиеся с ними участкипеременной длини, при этом значениядлин участков перекрытия концов электродов основного ряда с электродамивспомогательных рядов выбраны из условия неравенства соотношений в и - ,6Ргде Й и 1 - длины участков перекрытия концов электрода пеРвой гРуппы с 5электродами первого и второго вспомогательных рядов соответотвенно.и Й 2 - длины участков перекрытияконцов электрода второй группы,смежного с электродом первой группы,с электродами второго и первого вспомогательных рядов соответстненно.Кроме того, каждый вспомогательный ряд может иметь дополнительныеэлектроды, которые являются продолжением концов электродов основногоряда, расположенных между смежнымиэлектродами данного вспомогательногоряда, и отделены от указанных концовэлектродов основного ряда зазоромодинаковой величины. ЗОНа фяг. 1 и 2 показаны два варианта конструкции предложенного преобразователя; на фиг. 3 - эквивалентная схема преобразователя,Преобразователь ПАВ (фиг. 1 ) 35встречно-штыревого типа содержит звукопровод 1, на котором расположеныпервая токопроводящая площадка 2,вторая токопроводящая площадка 3,основной ряд электродов 4, состоящий из первой группы электродов 5и второй группы электродов б, первыйвспомогательный ряд электродов 7 ивторой вспомогательный ряд электродов 8.Концы электродов 5 и б первой ивторой групп основного ряда 4, обращенные к первой токопронодящей площадке 2, расположены между электродами 7 парного вспомогательного рядаи имеют перекрывающиеся с ними участ Оки переменной длины 1 и 62 соответственно,а концы тех же электродов5 и б, обращенные к второй токопроводящей площадке 3, расположены междуэлектродами 8 второго вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся сними участки переменной длины 1 л и6 соответственно. При этом значениядлин л 1 1- , 2 иучастков перекрытия для смежных электродов 5 и б 60первой и второй группы основного ряда выбраны из условия неравенстваотношений 14, и Ь/2.Благодаря описанному Расположениюэлектродов, концы электродов б и б 65,первой и второй групп совместно со смежными электродами 7 первого вспо 1 могательного ряда образуют емкости .С и С , пропорциональные соответственно длинам Еи 1 участков перекрытия и связывающие электроды 5 и 6 основного ряда с первой токопроводящей плоцадкой 2В свою очередь концы электродов 5 и б первой и второй групп совместно со смежными электродами 8 второго вспомогательного ряда образуют емкости С, и С 1, пропорциональные соответственно длинам 1 и 11 участков перекрытия в связывающие электроды 5 и б основного ряда с второй токопроводяцей площадкой 3.В предложенном преобразователе могут быть не все электроды 5 первой группы связаны через емкости с втоРЬй токопроводящей площадкой 3 и не все электроды б второй группы .связаны через емкости с первой 2 токо- проводящей площадкой. В том случае (участок А) электроды 5 первой группы основного ряда имеют перекрываю-.- щиеся участки только с электродами 7 первого вспомогательного ряда, а электроды б второй группы имеют перекрывающиеся участки только;,с электродами 8 второго нспомогательного ряда. В описываемом варианте выполнения преобразователя расстояние В между продольными осями соседних электродов 5 и б первой и второй групп основного ряда 4 может быть постоянным или меняться по определенному закону, определяется центральной рабочей частотой 1 преобразователя и равноЧ6: -21где Ч - скорость распространенияПАВ в звукопроводе.Расстояния Ь между продольными осями смежных электродов 7 и Ь между продольными осями смежных электродов вспомогательных рядов выбраны равными 6, т. е. Ь = 6=6Преобразователь, показанный на фиг. 2, отличается от преобразователя, изображенного на фиг. 1, тем, что электроды 9 и 10 первой и второй ррупп основного ряда 4 выполнены расцепленными. Каждый такой электрод 99 и 10 состоит из двух штырей 9 ии 101, 10 соответственно, соединенных поперечной перемычкой 111 у некоторых электродов 9,и 10 перемычка 11 может отсутствовать (участок В). Концы штырей 9. и 10, обраценные к площадке 2, расположены между электродами 7 первого вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участки с длиной 1 и Й соответственно; концы тех же штырей 9 л,и 10 л, обращенные к площад 1067588., = а, в 65 ке 3, расположенымежду электродами 8второго вспомогательного ряда и имеют перекрывающиеся с ними участкис длиной Г и 1 соответственно. Значения длин участков перекрытия выбраны аналогично тому, как описано выше.5Штыри 9 и 10 расщепленных электродов 9 и 10 выполнены укороченными,не имеют участков., перекрывающихсяс электродами 7 и З.вспомогательныхрядов.10Расстояние Ь между средними линиями соеедних рнсщепленных электродов9 и 10 первой и второй групп равноЧ/Яо; расстояния 6 и Ь между продольными осями смежных электродов 157 и 8 как и в преобразователе(фиг, 1) равны 6, при этом расстояния между средними линиями удлиненных шиырей 9, 10 и продольнымиосями соответствующих электродов 20вспомогательных рядов 7 и 8, междукоторыми расположены концы этих штырей равны / .Преобразователь (фиг. 2) содер"жит дополнительно электроды 12, галь ванически связанные с токопроводящей площадкой 2, и электроды 13,гальванически связанные с токопроводящей площадкой 3. Эти электроды 12и 13 являются продолжением штырей9 и 10, электродов основного ряда4, при этом длина их изменяется вдольпреобразователя так, что расстояниемежду концами этих электродов 12 и13 и обращенными к ним концами штырейЗ 59 и 10 не меняется вдоль преобразователя.Принцип работы устройства рассмотрим на примере преобразователя,изображенного на фиг. 1,При поступлении высокочастотногосигнала от генератора на первую 2и вторую 3 токопроводящие площадкимежду смежными электродами 5 и 6первой .и второй групп основного Ряда4 возникает разность потенциалов, 45в результате чего в звукопроводевозбуждается ПАВ с амплитудой, пропорциональной этой разности потенциалов.50Величина последней для двух смежных электродов 5 и 6 первой и второй групп основного ряда 4 определяется соотношением между ФлД и гй 1, что поясняется с помощью эквивалентной 55 схемы преобразователя (фиг, 3).Здесь емкость С образована концом электрода 5 первой группы рсновного ряда совместно со смежными ему электродами 7 первого вспомогательного ряда и пропорциональна длине Й участка перекрытия между этимй электродагде С - емкость электрода на единицу длины участка перекрытия.Емкость С образована концом электрода 5 основного ряда 4 совместно со смежными ему электродами 8 второго вспомогательного ряда и пропорциональна длинеучастка перекрытия:С = йСоАналогично определяются емкости С и С для электрода б второй группы основного ряда:г-=10., ,=,с,Емкость С образована соседними электродами 5 и б первой и второй групп электрЬдов основного ряда.Напряжение генератора О значительно превышает разность потенциалов О, - О между смежными электрое дами основного ряда, особенно для боковых лепестков импульсного отклика, поэтому величина тока через емкости С, С и С, С много больше тока через емкость С , которым можно пренебречь.Напряжение О на электроде 5 рав-. но-зЕ ЬНапряжение О на электроде б равно:Ь.4 ф,+,Разность потенциалов между смежными электродами 5 и б основного ряда имеет вид4ь 0=0( ---- 3 +к, л+кгде К =/6; КЬ =МРазность потенциалов между электродами 5 и б первой и второй группосновного .ряда 4 завиеит только ототношения длин участков перекрытияФконцов этих электродов с электродамивспомогательных рядов и не зависитот абсолютных величин этих длин.Для реализации малых значенийнапряжения импульсного откликадостаточно, чтббы отношения длинучастков перекрытий К=1 Д и К = 1 г/йсмежных электродов основного рядамало отличались друг от друга;сами же величины 6 Ь, 4 имогут быть при этом достаточнобольшими,На участке Д преобразователя,где электроды 5 первой группы перекрываются только с электродами 7,а электроды б второй группы пере"крываются толико с электродами 8,разность А О потенциалов между этимиэлектродами 5 и б основного рядамаксимальна., На тех же участкахпреобразователя, где длины перекрывающихся участков удовлетворяют приблизительное равенство суммы длинусловяю К = К , разность потенциа- участяов перекрытий, образованныхлов между соседними электродами пер- концами электрода основного рядавой и второй групп основного ряда совместно с электродами вспомогательравны нулю, что можно использовать ных рядов для всех электродов основдля реализации точек смены фаз импуль 5 ного ряда.. сного отклика. Частота ПАВ, возбуж- Предлагаемый преобразователь поздаемых вспомогательными рядами пре- воляет также компенсировать небольобраэователя, вдвое больше, чем ра- шой дополнительный заряд, образуюбочая частота основного ряда, поэто- щийся на концах электродов основногому вспомогательные ряды не вносят 10 и вспомогательного рндав из-за краискажений в АЧХ устройства. евых эффектов,В конструкции преобразователя, Наилучшим условием компевсациипоказанного на фиг. 2 используются краевых эффектов является равенстворасщепленные электроды основного сумм емкостей, образованных участряда, что дает воэможность устранить 15 ками перекрытий конца каждого смежвредные переотражения ПАВ от краев ногоэлектрода основного ряда сэлектродов. Отражение происходит от электродами вспомогательных я овг ани к ир ц каждого из штырей 9, 9,и равенство дополнительных емкостейа ьных рядов,10 и 10 йа двойной частоте и неискажает .АЧХ на основной частоте20ь 61=Ь 6, ь 1 ьйдб, что достигаетсяПредложенный преобразователь введением в преобразователь дополнипозвояяет уменьшить фазовые искаже-тельных электродов 12 и 13 4 фиг,2,.ния. Таким образом, предлагаемая ноя эЕмкость каждого электрода основ- струкция преобразователя позволяетного ряда 4 состоит из емкости, об- точно реализовать импульсный отклик,разованной смежными электродами ос- в результате чего возможно получениеиовного ряда, и емкостей, образован- заданной. АЧХ фильтра; позволяет реаных концами электродов основного ря- лизовать малые боковые лепестки им фда совместно со смежными электродами .пульсного отклика, что дает возможвспомогательных рядов. Напряжение ность поизучать Фильтры на ПАВ с узна каждом электроде зависит от соот- З 0 кими переходными полосами и большиминошений длин участков перекрытий и коэффициентами затухания вне полосыне зависит от их абсолютных величин, пропускания; уменьшить фазовые искапоэтому возможно выбирать длины . жения, что приводит к улучшению АЧХ,участков перекрытий таким образом, а также позволяет компенсировать кра-"чтобы емкости каждого электрода 35 евые эффекты на концах электродов,основного ряда были близки друг к что значительно упрощает расчетдругу или равны, В преобразователях фильтров, реализуемых на основе(фиг. 1 и 2 ) таким условием является . предлагаемого преобразователя,итель О. ВеМ.Тепер о цкий Корректор И. Му 113 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Редактор М. ДялынЗаказ 11226/5 бВН ТиражИИПИ ГосУДаР по делам изо 35, Москва,Ж Вбб Подниснотвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушскаи наб., д. 4/5