Генератор на преобразователях на поверхностных акустических волнах — SU 1764132 (original) (raw)

, 17 б 4 2 А 1 9) 5)5 Н 03 В 5/3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН г. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Дворников А.АОгурцов В.ИУткин Г.М, Стабильные генераторы с фильтрами на поверхностных акустических волнах. М.: Радио и связь, 1983, с. 110-111.Авторское свидетельство СССРМ 860272, кл, Н 03 В 5/32, 30.08.81.(54) ГЕНЕРАТОР НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ .НА ПОВЕРХНОСТНЬХ АКУСТИЧЕСКИХВОЛНАХ(57) Изобретение относится к радиотехнике,Цель изобретения - расширение диапазонаперестройки частоты, Генератор содержитдиэлектрические подложки 1; 4, спиральноизогнутые веерные входной и выходнойвстречно-штыревые преобразователи(ВШП) 2, 3, прямоугольную пьезоэлектрическую пластину 5, цилиндрическую прокладку 6, усилитель 7. Цель изобретениядостигается за счет применения спиральноизогнутых веерных ВШП и прямоугольнойпьезоэлектрической пластины, при повороте которой изменяется частота, 2 ил.5 10 Н 03 В 3/04, НКИ 331/1 А; Патент США 15 20 технической сущности является генератор на ПАВ (авт. св. СССР М 860272, 25 30 величины зазора, Пьезоподложка выполнена из анизотропного материала, скорость,35 40 Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах формирования сигналов и различных датчиках.Известны генераторы на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие входной и выходной встречно-штыревые преобразователи (ВШП), гальванически связанные усилителем высокой частоты, пьезоэлектрическую подложку, в которых перестройка частоты осуществляется за счет изменения длины пути ПАВ или ее акустической скорости на .пьезоподложке(патент США йг 3921093, кл,М 3936765, кл. Н 03 В 3/104, НКИ 331/1 В; Патент США М 3979697, кл, Н 03 В 5/32, Н КИ 331/107 А). Главные недостатки известных генераторов - малый диапазон перестройки по частоте (единицы - десятки процентов) и строго заданный закон перестройки частоты генерации.Наиболее близким к изобретению по кл, Н 03 В 5/32, 30.08,81), В этом устройст: ве ВШП расположены на непьезоэлектричЕском диэлектрическом основании, а пьезоподложка размещена над преобразователями с зазором, не превышающим шага электродов преобразователя, таким образом, что она может вращаться относительно диэлектрического основания с сохранением ПАВ в котором зависит от направления распространения (например, УХ-срез ниобата лития). Входной ВШП возбуждает в пьезоподложке ПАВ которая распространяется по ней и достигает области расположения выходного ВШП, где преобразуется в электрический сигнал, Входной и выходной ВШП гальванически связаны через высокочастотный усилитель, образуя ПАВ-генератор, При повороте пьезоподложки относительно диэлектрического основания изменяется кристаллографическое направление распространения ПАВ, что приводит к изменению частоты ПАВ-генератора.Однако такой генератор имеет невысокую стабильность в режиме перестройки, обусловленную тем, что по пути распространения ПАВ подложка разогревается, При повороте пьезоподложки относительно диэлектрического основания ПАВ будут распространяться по новому участку, который имеет иную температуру, что приводит к неконтролируемому дополнительному изменению частоты на время прогрева нового пути ПАВ. Кроме того, диапазон регулирования частоты генератора и ее зависимостьот угла поворота жестко связаны с индикатрисой скорости ПАВ в пьезоподложке и еюограничены.Целью изобретения является повышение стабильности частоты генератора в режиме перестройки, расширение диапазонаперестройки частоты и задание требуемогозакона изменения частоты генерации от угла поворота пьезоподложки относительнонепьезоэлектрического основания,Указанная цель достигается тем, что вгенераторе на ПАВ, содержащем усилитель,входной и выходной ВШП, расположенныена непьезоэлектрическом диэлектрическомосновании, пьезоэлектрическую пластину,расположенную над преобразователями свозможностью вращения относительно диэлектрического основания с постоянным зазором, не превышающим шага электродовпреобразователей, ВШП выполнены в видеспиральь о изогнутых веерных преобразователей, а пьезоэлектрическая пластина - ввиде прямоугольной пьезоэлектрическойпластины.На фиг, 1 показана функциональная схема предлагаемого ПАВ-генератора; на фиг.2 - топология варианта изогнутых веерньрВШП.ПАВ-генератор содержит диэлектрическую подложку (основание 1) со сформированными на его поверхности входным ивыходным спирально изогнутыми веернымиВШП 2 и 3; диэлектрическую подложку (основание 4) с расположенной на его поверхности пластиной 5, выполненной из любогопьезоэлектрического материала, так как егосвойства не будут влиять на зависимостьчастоты генерации от угла поворота, в силутого, что ПАВ все время распространяетсяпо одному и тому же участку пьезоэлектрической пластины; прокладку 6, задающуювеличину зазора между основанием и пластиной, а через него - и потери на преобра 5 зование ПАВ, пропорциональныевыражению ехр( аЛ /и), где а - коэффициент, зависящий от геометрии ВШП; А - длина волны; и - величина зазора междуоснованием и пластиной, и усилитель в цепи0 обратной связи 7.ПАВ-генератор работает следующимобразом.Входной ВШП 2 возбуждает в пьезоподложке 5 через зазор, не превышающий шага5 электродов преобразователя 2 и 3, поверхностную акустическую волну, которая распространяется по пьезоподложке 5 идостигает области расположения выходногоВШП 3, где электрическое поле ПАВ преобразуется в электрический сигнал, который, пройдя через усилитель 7, снова поступает на ВШП 2, т. е. достигается режим автогене- рации.Поскольку. частотно-задающий элемент 5 на ПАВ можно рассматривать как перестраиваемый фильтр, центральная частота которого изменяется в пределах от 1 до 1 еах, где ать и Ьх определяются максимальным и минимальным периодом веера, и для каж дого положения пьезоэлектрической пластины центральная частота фильтра определяется периодом входного и выходного ВШП в области перекрытия, то для сохранения непрерывности генерации вре мя задержки сигнала между входом и выходом фильтра должно изменяться обратно пропорционально центральной частоте фильтра, так как в этом случае обеспечива ется постоянство фазы сигнала при любом 20 угле поворота пьезоэлектрической пластины на центральной частоте фильтра. Закон изменения частоты генерации от угла поворота пьезоэлектрической пластины определяется топологией ВШП. 25Формула изобретенияГенератор на преобразователях на поверхностных акустических волнах, содержащий усилитель, входной и выходной встречно-штыревой преобразователи, пьезоэлектрическую пластину, первую и вторую дэлектрические подложки, которые связаны между собой с помощью цилиндрической прокладки, при этом входной и выходной встречно-штыревые преобразователи расположены на первой диэлектрической подложке внутри цилиндрической полости, образованной цилиндрической прокладкой, и подключены соответственно к выходу и входу усилителя, пьезоэлектрическая пластина расположена на второй диэлектрической подложке внутри цилиндрической полости, образованной цилиндрической прокладкой с возможностью вращения, а толщина цилиндрической прокладки меньше расстояния между электродами входного и выходного встречно-штыревых преобразователей, отл ича ю щийс я тем, что, с целью расширения диапазона. перестройки частоты, входной и аыходной встречно-штыревые преобразователи выполнены в виде спирально изогнутых веерных встречно-штыревых преобразователей, а пьезоэлектрическая пластина выполнена в виде прямоугольной пьезоэлектрической пластины.

Смотреть

Генератор на преобразователях на поверхностных акустических волнах