Преобразователь акустических волн Советский патент 1985 года по МПК H03H9/00 

СО 9) СО

О 00 Изобретение относится к радиоэле тррнике и может быть использовано в акустических устройствах обработки сигналов в качестве преобразователя акустических волн, в том числе поверхностньгх. Известен преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ),содер ащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его рабочей поверхности электродную структуру,, состоящую из электрически соединенных проводящих полос, размещенных с равномерным пространственным шагом в направлении распространения ПАВ, и расположенный на противоположной Поверхности звукопровода общий электрод, соединенный с общей шиной, входную и выходную клеммы Dj Недостатком этого преобразовател является низкая энергетическая эффек тивность при широкой относительной полосе пропускания, что обусловлено как малым числом электродов, лимитируемым широкополосностью, так и двунаправленностью излучения ПАВ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь акустических волн, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его поверхности электродную Структуру, выполненную в виде спирали прямоугольной формы, внутренний виток которой соед нен С входной, а наружный - с выходной клеммами, и диэлектрическое поглощающее покрытие, расположенное на соответствующих витках спиральной электродной структуры 2j . Недостатком известного преобразователя акустических волн является ограничений рабочий диапазон частот нижняя граница которого лимитируетйя максимально достижимой величиной задержки электромагнитного сигнала на одном витке спиральной электрод1НОЙ структуры.. Цель изобретения расширение раб чего диапазойа частот преобразоватеJJя акустических волн. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь акустических волн, содержащий пьезоэлектрический .звукопровод, расположеннзпо на его поверхности электродную структуру, вьтолненную в виде спирали прямоугол ной формы, внутренний виток которой соединен с входной, а нар жный - с выходной клеммами, и диэлектрическое поглощающее покрытие, расположенное на соответствующих витках спиральной структуры, введенпроводящий экран, расположенный на диэлектрическом поглощающем покрытии, которое выполнено из материала с высокой магнитной проницаемостью, например феррита. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя , Преобразователь акустических волн содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, расположенную на его поверхности электродную структуру 2 выполненную в виде спирали прямоугольной формы, внутренний виток которой соединен с входной 3, а наружный - с выходной 4 клеммами, диэлектрическое поглощающее покрытие 5, расположенное на спиральной электродной структуре и занимающее всю область разме-. щения последней, за исключением части витков, параллельных фронту ПАВ и находящихся со стороны, соответствующей направлению ее излучения или приема, а также проводящий экран 6, расположенный на диэлектрическом по-крытии 5 и соединенный с общей клеммой 7. Устройство работает следующим образом. В режиме излучения при подаче на клемму 3 входного сигнала последний распространяется в электрической линии задержки (ЭЛЗу, образованной спиральной электродной структурой 2 и про-, водящим экраном 6. При этом распределенная индуктивность L ЭЛЗ обусловлена взаимоиндукцией витков спирали 2, а распределенная емкость С - t емкостной связью спиральной электродной структуры 2 с проводящим экраном 6. Время задержки электромагнитного сигнала в ЭЛЗ на ее длине, соответствующей протяженности одного витка спирали, определяет электрическую разность фаз между соответствующими участками соседних витков спирального электрода на данной частоте-сигнала. При величине указанной разности фаз, равной IT,т.е. при задержке электромагнитного сигнала на одном витке спирали, равной половине перепада колебаний сигнала данной частоты, преобразователь оказывается эквивалентным обычному встречно-штыревому преобразователю акустических волн с расстоянием между противофазными электродами, равным шагу витков спиральной электродной структуры; При шаге витков спирали, равном половине длины акустической волны, возбуждавмой в пьезоэлектрическом звукопроводе, преобразователь характеризуется наиболее высокой широкополосностью и энергетической эффективностью, так как при этом выполняется условие однонаправленного излучения преобразов теля за счет когерентной синфазной подпитки ПАВ в процессе .ее распространения в направлении не занятых диэлектрическим покрытием 5 участков спиральной электродной структуры, а также условие электрического вания преобразователя, за счет совмещения возбуждающей акустическую волну электродной структуры на пьезоэлектрическом звукопроводе с ЭЛЗ. Аналогичные условия ((равенство электрической и акустической задержки сигнала на каждом витке спиральной электродной структуры характери зуют наибольшую широкополосность и энергетическую эффективность преобразователя и в режиме приема акустического сигнала, детектируемого на Выходной клемме 4. При этом граничная частота рабочего диапазона частот преоб1 азователя, в котором реализуются указанные условия согласования его электрической и акустической частей, определяется соотношением где Cq - задержка электромагнитного сигнала на одном витке спирали ; L и С - соответственно распределенные индуктивность и емкость участка ЭЛЗ,равного по протяженности одному витку спирали, Благодаря выполнению диэлектрического покрытия преобразователя из материала с высокой магнитной проницаемостью и введению проводящего экрана, расположенного поверх диэлектрического покрытия, величины L MfC удается существенно увеличить и,фсак следствие, значительно расширить рабочий диапазон частот преобразователя в сторону более ииэких частот.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий пьезоэлектрический звуйопровод, расположенную На его поверхности электродную структуру, выполненную в виде спирали прямоуголь ной формы, внутренний виток которой соединен с входной, а наружный - с выходной клеммами, и диэлектрическое поглощающее покрытие, расположенное на соответствующих витках спиральной электродной структуры, отличающий с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, в него введен проводящий экран, расположенный на диэлектрическом поглощающем покрытии, которое выполнено из материала с высокой магнитной проницаемостью, например феррита. S