АКУСТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1995 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к акустическим запоминающим устройствам и предназначено для использования в акустоэлектронных устройствах обработки информации, в частности, в радиоэлектронике.

Целью изобретения является увеличение времени хранения и снижение потерь при записи сигнала.

На чертеже представлена схема запоминающего электрического устройства.

Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 с размещенными на нем элементом ввода 2 в звукопровод и элементом вывода 3 из пьезоэлектрического звукопровода сигналов ПАВ, выполненным в виде встречно-штыревых преобразователей ПАВ, облучатель, имеющий в своем составе электронно-лучевую пушку 4 и расположенный над рабочей поверхностью пьезоэлектрического звукопровода 1 коллекторный электрод 5, емкостный электрод 6, расположенный вдоль поверхности пьезоэлектрического звукопровода 1, противоположной его рабочей поверхности, источники 7 постоянных питающих пушку 4 электрических напряжений, подключенные к электродам электронно-лучевой пушки 4: к катоду 8, модулирующей сетке 9 и аноду 10 - и к коллекторному электроду 5, дополнительный источник питания 11, подключенный к коллекторному 5 и емкостному 6 электродам, источник 12 импульсного питающего пушку 4 напряжения, подключенный к катоду 8 и модулирующей сетке 9 пушки 4.

Пьезоэлектрический звукопровод 1 выполнен в виде пластины пьезолектрика с изолированной рабочей поверхностью (как показано на чертеже), либо в виде слоя (например, напыленной пленки) пьезоэлектрика на непьезоэлектрической пластине-подложке, толщина которого превышает глубину эффективного проникновения электрического поля ПАВ в пьезоэлектрического поля ПАВ в пьезоэлектрик.

В случае использования в устройстве волн Рэлея толщина этого слоя превышает 2, а в случае волн Гуляева-Блюстейна - 10-100/λ , где λ - длина соответствующей ПАВ. Рабочей поверхностью звукопровода в этом случае является свободная поверхность пьезоэлектрического слоя. В качестве пьезоэлектрического материала звукопровода может быть использован как пьезодиэлектрик (в частности, и несовершенный, имеющий низкое удельное сопротивление и низкие изолирующие свойства), так и пьезополупроводник (как с примесной, так и с инжектированной проводимостью).

Электронная пушка 4, пьезоэлектрический звукопровод 1 и коллекторный электрод 5 размещены в вакуумированном корпусе (не показан). Емкостный электрод 6 размещен либо в том же вакуумированном корпусе, либо вне его. Подключение электрических цепей к узлам устройства в вакуумированном корпусе осуществляется через гермовводы (не показаны).

Полярность подключения источника питания 11 определяется характером электрической проводимости материала звукопровода. Неидеальность диэлектрических свойств звукопровода (наличие даже весьма малой проводимости) является ограничивающим фактором и уменьшает время хранения (запоминания) сигнала ПАВ, а также обуславливает дополнительные потери сигнала при записи и считывании в устройстве-прототипе.

В случае выполнения пьезоэлектрического звукопровода из материала с дырочной проводимостью емкостный электрод 6 подключен к отрицательной клемме источника питания 11, положительная клемма которого подключена к коллекторному электроду 5.

В случае выполнения звукопровода из материала с электронной проводимостью емкостный электрод 6 подключен к положительной клемме источника 11, отрицательная клемма которого подключена тогда к коллекторному электроду 5.

Акустическое запоминающее устройство работает следующим образом.

Запоминаемая в устройстве на пьезоэлектрическом звукопроводе 1 ПАВ вводится элементом ввода 2, выполненным, например, в виде встречно-штыревого преобразователя ПАВ и подключенным к источнику радиосигналов (например, частотой от 10 - до 1000 мГц). Ввод в устройство ПАВ может быть осуществлен и каким-либо иным способом, например по звукопроводу ПАВ от другого узла тракта обработки сигнала на ПАВ.

В результате импульсного электронного облучения пьезоэлектрического звукопровода с бегущей по его поверхности ПАВ, за счет пространственного перераспределения вторичных электронов в электрическом поле ПАВ, на поверхности звукопровода формируется стационарный потенциальный (зарядовый) рельеф, повторяющий мгновенное распределение электрического поля ПАВ в момент облучения и являющийся заполненным сигналом. (Параметры электронного облучения: энергия первичных электронов 1 кэВ, длительность импульса 1 нс (при частоте ПАВ 100 мГц), плотность тока в импульсе 1-10 А/см² при звукопроводе из ниобата лития).

Считывание запомненного сигнала спустя требуемое время (например, через 1-10 с) осуществляется последующим аналогичным импульсным электронным облучением рабочей поверхности звукопровода с записанным потенциальным рельефом, что приводит к нивелированию потенциального рельефа, высвобождению сил упругой деформации и генерированию двух бегущих в прямом и обратном направлениях ПАВ, являющихся прямой и инвертированной во времени копиями исходной ПАВ. Вывод считанного сигнала осуществляется элементом вывода 3 (для прямой волны) или тем же элементом ввода 1 (для инвертированной во времени волны).

Наличие между коллекторным 5 и емкостным 6 электродами смещающего напряжения указанной полярности обуславливает обеднение приповерхностной области пьезоэлектрического звукопровода 1 основными носителями на глубину проникновения электрического поля ПАВ. В результате этого рабочая зона звукопровода приобретает высокие диэлектрические (изоляционные) свойства, устраняется экранирующее действие носителей тока в приповерхностном слое звукопровода, в момент записи и считывания приводящее к увеличению потерь сигнала, а также устраняется нивелирование потенциального рельефа в течение времени хранения (запоминания) сигнала за счет токов проводимости в приповерхностном слое пьезоэлектрического звукопровода.

Изобретение предназначено для использования в акустоэлектронных устройствах обработки информации, в частности в радиоэлектронике. Целью изобретения является увеличение времени хранения и снижение потерь при записи сигнала. Запоминающее акустическое устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 с размещенными на нем элементом ввода 2 в звукопровод и элементом вывода 3 из пьезоэлектрического звукопровода, облучатель, в состав которого входят электронно-лучевая пушка 4 и расположенный над рабочей поверхностью пьезоэлектрического звукопровода 1 коллекторный электрод 5, емкостный электрод 6, источники 7 постоянных питающих пушку 4 электрических напряжений, подключенные к электродам электронно-лучевой пушки 4 (к катоду 8, модулирующей сетке 9, аноду 10), дополнительный источник питания 11, источник 12 импульсного питания. 1 ил.

АКУСТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее пьезоэлектрический звукопровод с размещенными на нем элементами ввода и вывода сигналов поверхностных акустических волн, облучатель, содержащий электронно-лучевую пушку и коллекторный электрод, расположенный над рабочей поверхностью пьезоэлектрического звукопровода, подключенные к источникам питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения потерь при записи информации и увеличения времени хранения, оно содержит емкостный электрод, расположенный вдоль нерабочей поверхности пьезоэлектрического звукопровода, причем емкостный и коллекторные электроды подключены к дополнительному источнику питания, а толщина пьезоэлектрического звукопровода превышает глубину проникновения электрического поля поверхностной акустической волны в пьезоэлектрике.