Преобразователь поверхностных акустических волн Советский патент 1985 года по МПК H03H9/145 H03H9/42 H03H9/64 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в акустоэлектронных устройствах в качестве преобразователя поверхностных акустических волн (ПАВ).

Известен преобразователь ПАВ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности гребенчатой электродной структурой, а на нерабочей - сплошным электродом 1.

Недостатками этого преобразователя ПАВ являются ограниченная полоса пропускания и низкая энергетическая эффективность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь ПАВ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его рабочей поверхности спиральную электродную структуру, выполненную в виде плоской многовитковой спирали четырехугольной формы с четырьмя прямолинейными участками, два противоположных из которых параллельны акустической оси преобразователя, диэлектрическое звукопоглощаюодее покрытие, расположенное поверх соответствующих трех прямолинейных участков витков спиральной электродной структуры, сплощной электрод, расположенный на нерабочей поверхности звукопровода и соединенный с общей щиной 2.

Недостатком этого преобразователя ПАВ является невысокая точность воспроизведения заданной амплитудно-частотной характеристики (а.ч.х.), что обусловлено перекосом фронта ПАВ вследствие задержки электромагнитного сигнала на прямолинейных участках спирального электрода под звукопоглощающим покрытием.

. Целью изобретения является повыщение точности воспроизведения заданной а.ч.х. преобразователя ПАВ.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его рабочей поверхности спиральную электродную структуру, выполненную в виде плоской многовитковой спирали четырехугольной формы с четырьмя прямолинейными участками, два противоположных из которых параллельны акустической оси преобразователя, диэлектрическое звукопоглощающее покрытие, расположенное поверх соответствующих трех прямолинейных участков витков спиральной электродной структуры, сплощной электрод, расположенный на нерабочей поверхности звукопровода и соединенный с общей шиной, четвертые прямолинейные участки витков спиральной электродной структуры выполнены наклонными относительно нормали к акустической оси преобразователя в сторону внутренней части плоской многовитковой спирали на угол «t, величина которого определяется соотнощением

о6 arcsin где Ча, - скорость распространения ПАВ в пьезоэлектрическом звукопроводе; УЭ - скорость распространения электромагнитной волны в структуре,

Qобразованной плоской многовитковой спиралью и сплощным электродом.

На фиг. 1 чертежа приведена структурная схема преобразователя ПАВ; на фиг. 2 прямолинейные участки спирального элект5 рода, свободные от звукопоглощающего покрытия.

Преобразователь ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, спиральную электродную структуру 2, сплощной электрод 3, диэлектрическое звукопоглощающее покрытие 4, Внутренний виток спирали соединен со входной клеммой 5, наружный - с выходной клеммой 6, а сплощной электрод 3 - с общей щиной. Излучающие участки 7 спиральной электродной структуры 2

5 Выполнены наклонными на угол ос по отношению к нормали 8 к акустической оси 9, причем угол «.выбран равным i. arcsin, где Vb и Va - соответственно скорости ПАВ в звукопроводе и электромагнитного сигнала в структуре, образованной плоской многовитковой спиралью 2, и сплощным электродом 3.

Преобразователь ПАВ работает следующим образом.

В режиме излучения при приложении входного электрического сигнала к клемме 5 и электроду 3 в электрической линии задержки, образованной спиральной электродной структурой 2 и сплощным электродом 3, распространяется медленная электромагнитная волна, скорость которой Vj определяется распределенными индуктивностью и емкостью электрической линии задержки, которые, в свою очередь, зависят от топологии спирали, расстояния ее до сплощного электрода и диэлектрических свойств звукопровода. Проходя по свободным от звукопоглощающего покрытия участкам 7 витков спирали 2, электромагнитная волна за счет пьезоэффекта возбуждает в звукопроводе ПАВ, частота синхронизма которой определяется расстоянием

0 между соседними витками спирали и разностью фаз электромагнитной волны в соответствующих точках соседних витков. При равенстве указанной разности фаз электромагнитной волны половине периода центральной частоты преобразователя ПАВ последний эквивалентен обычному встречноштыревому преобразователю с той, однако, разницей, что пространственное положение фазового фронта излучаемых ПАВ определяется не только структурой излучающей части спирального электрода, но и задержкой сигнала в электрической линии задержки. Благодаря выполнению излучающих участков 7 спирального электрода 2 наклонными по отноЩению к нормали 8 к акустической оси на угол ot- arcsin- в преобразователе ПАВ компенсируется отклонение фронта ПАВ от нормали 8 к акустической оси 9 и фааовый фронт ПАВ оказывается нормальным к акустической оси 9 (фиг. 2). При oL О фронт ПАВ отклонился бы от нормали 8 к акустической оси 9 на угол -л,что привело бы к погрешности воспроизведения заданной а.ч.х. преобразователя.

Таким образом, предложенное выполнение преобразователя ПАВ обеспечивает повышение точности воспроизведения его заданной а.ч.х.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНБ1Х АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его рабочей поверхности спиральную электродную структуру, выполненную в виде плоской многовитковой спирали четырехугольной формы с четырьмя прямолинейными участками, два противоположных из которых параллельны акустической оси преобразователя, диэлектрическое звукопоглощающее покрытие, расположенное поверх соответствующих трех прямолинейных участков витков спиральной элек родной структуры, сплошной электрод, расположенный на нерабочей поперхности звукопровода и соединенный с обг-ей щиной, отличающийся тем, что, с цель. ловыщения точности воспроизведения заданной амплитудно-частотной характеристики, четвертые прямолинейные участки витков спиральной электродной структуры выполнены наклонными относительно нормали к акустической оси преобразователя в сторону внутренней части плоской многовитковой спирали на угол, величина которого определяется соотношением оС arcsin -, с € где Vft-скорость распространения поверх(Л ностной акустической волны в пьезоэлектрическом звукопроводе; Vg - скорость распространения электромагнитной волны в структуре, образованной плоской многовитковой спиралью и сплошным электродом.