Делитель частоты Советский патент 1985 года по МПК H03B19/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, например, для аппаратуры формирования опорных частот, а также других приборов радиоэлектроники и автоматики.

Цель изобретения - повышение стабильности и надежности делителей частоты.

На чертеже показана конструкция предложенного делителя частоты.

Делитель частоты содержит преобразовательную секцию 1, металлические электроды 2, генераторную секцию 3 и металлический электрод 4. Преобразовательная секция 1 и генераторная секция 3 выполнены из монолитной пьезокерамической пластинки, металлические электроды 2 нанесены на верхню и нижнюю плоскости преобразовательной секции, а металлический электрод 4 нанесен на торцовую поверхность генераторной секции.

Делитель частоты работает следующим образом.

сигнала подключают к верхнему и нижнему металлическим электродам 2 преобразовательной секции I, а нагрузку подключают между торцовым металлическим электродом 4 генераторной секции 3 и одним из металлических электродов 2 преобразовательной секции 1. При подаче на электроды преобразовательной секции 1 сигнала с частотой, кратной основной моде резонансных колебаний по Длине, в случае, если амплитуда этого сигнала больше некоторого порогового значения, происходит возбуждение трансформатора на одной из гармоник резонанса по длине (порядок возбуждаемой гармоники определяется величиной рассогласования секций и частотой входного сигнала). Явление деления частоты обусловлено образованием нестационарной границы между секциями. Переходная область между секциями, векторы поляризации которых ортогональны, представляет собой переходной слой экранирования поляризации генераторной секции. Переходный слой сосредоточен в области преобразовательной секции и Ширина этого слоя определяется дебаевской длиной экранирования используемого пьезоматериала (для керамики системы ЦТС перовскитового типа составляет величину порядка 110-150 мкм). При прохождении этого слоя акустической волной вследствие акустического рассогласования секций в переходном слое возникают механические деформации, которые стимулируют переориентацию доменов в этом слое (механизм переориентации - движение доменных стенок), что эквивалентно изменению модуля Юнга в указанном слое. Приближенно процесс деления частоты в предложенном делителе частоты может быть описан с помошью уравнения Матье (которое представляет собой частный случай уравнения Хилла, описывающего линейные системы с переменными параметрами), 0 которое в рассматриваемом случае имеет вид.

х-Нш§(1±М СО5ЬнТ)Х«0, где X - смещение вдоль оси, направление которой совпадает с направлением вектора поляризации генераторной секции;

шо - собственная частота; Шк- индекс модуляции; (0 - частота «накачки (частота входного сигнала); t - время.

В данном уравнении коэффициент модуляции m определяет отношение модулей упругости для доменов со 180 и 90° ориентацией (усредненной величиной). Однако более сложный физический механизм процессов доменной переориентации в переходном слое ограничивает область применения уравнения Матье (указанное уравнение позволяет описать лишь частный случай деления на 2).

Применение пьезоэлектрического трансформатора продольно-поперечного типа с акустически рассогласованными преобразовательной и генераторной секциями в качестве, делителя частоты. а О5 ;о оо