Многочастотный генератор гармонических колебаний на линии задержки на поверхностных акустических волнах Советский патент 1988 года по МПК H03B5/32 

Изобретение относится к радиотехнике, предназначено для генерирования электрических колебаний и может быть использовано в измерительных радиотехнических приборах и синхронизаторах частоты.

Целью изобретения является уменьшение спектральных шумов выходных гармонических колебаний.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема многочастотного генератора гармонических колебаний на линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ); на . фиг.2 - то же, в которо 4 выходные встречно-штыревые многоэлементные преобразователи расположены на различных расстояниях от входного встречно-штыревого многоэлементного преобразователя; на фиг.З - диаграммы работы генератора.

Многочастотный генератор гармонических колебаний на линии задержки на ПАВ содержит (фиг. и 2) пьезо- электрргческий звукопровод 1 , входной встречно-штыревой многоэлементный преобразователь (ВШМП) 2 с постоянной апертурой, выходные встречно-штыревые многоэлементные преобразователи (В111МП) (3,,3 ,. .. ,3) , с различным числом пар электродов,генератор 4 импульсов, синхронизирующий ВШМП 5, фазокорректирукядий элемент 6, вьтолненный в виде прямоугольно- трапецеидальной призмы, и акустический поглотитель 7.

Многочастотный генератор гармо нических колебаний на линии задержки на ПАВ работает следующим образом.

Генератор 4 импульсов, работающий в автоколебательном режиме (фиг.За), воздействуя на входной ВШМП 2, возбуждает поверхностную акустическую волну, распространяющуюся по поверхности пьезоэлектрического звукопровода 1 в обе стороны от входного В1МП 2. Достигая выходных ВШМП 3, ,3 ,j,... ,3,, поверхностная акустическая волна преобразуется в радиоимпульсы с различными частотами заполнения, определяемыми расстояниями между электродами, и длительностью, определяемой геометрической длиной выходных ВШМП 3, , 3,1,...,3, равной L (фиг. 1 и 2). Одновременно поверхностные акустические волны распространяются в сторону синхронизирующего ВШМП 5.

0

5

0

5

0

Поскольку расстояние между входным ВШМП 2 и синхронизирующим ВШМП 5 равно L, а замедление поверхностной акустической волны под структурой выходных ВШМП 3, , 3 , . .., 3 компенсируется фазокорректирующим элементом 6, время распространения поверхностной волны в линии задержки, образованной входным ВШМП 2 и синхро- низирующим ВШМП 5, равно длительности радиоимпульсов, снимаемых с выходных BllMI 3 ,3, ,.. ,3 (фиг.З а,б,в, г). В момент окончания радиоимпульсов на любом из выходных ВШМП 3, 3j,...,3, на их входы поступает акустический импульс, возбуждаемый следующим импульсом генератора 4 импульсов (фиг.За), который синхронизиру- ,ется импульсом, принятым от синхронизирующего ВШМП 5. Это приводит к . появлению на выходных ВШМП 3,,3,,... 3 следующих радиоимпульсов (фиг.Зд е,ж), согласованных с предыдущими по фазе. Дал€(,с цикл повторяется, с выходных ВШМП 3 ,, 3,,. . ., 3 f4 снимаются непрерывные гармонические колебания (фиг.З з,и,к). Дпя исключения отражений ПАВ торцевые грани пьезоэлектрического звукопровода 1 покрываются акустическим поглотителем 7. Выходные ВШМП 3,,3,...,3 должны быть расположены с одной стороны от входного ВШМП 2, но могут быть расположены различным образом по отношению друг к другу, в частности друг под другом (фиг.1), друг за другом (фиг.2) или в виде комбинации указанных расположений (на чертежах не показано) .

Основание прямоугольно-трапецеидальной призмы, в виде которой выполнен фазокорректирующий элемент 6, параллельно направлению распростране- с ния ПАВ. Фазокорректирующий элемент 6 компенсирует технологические погрешности линии задержки и выходных ВШМП 3, ,3;j,. . .,3 . Выбор разности длин оснований трапецеидальной гра- ни прямоугольно-трапецеидальной призмы и угла при ее основании в соответствии с апертурой W входного ВШМП 2, которая идентична апертуре синхронизирующего ВШМП 5, средней частотой рабочего диапазона (,, скоростью распространения ПАВ V, коэффициентом электромеханической связи пьезоэлектрического звукопровода 1 k, выбор соответствующего расстояния между

5

0

0

5

рядом расположенными электродами выходных ВШМП 3, ,3,,... ,3 1 приводит к непрерывной стыковке следующи друг за другом радиоимпульсов , от- сутствкю фазового рассогласования сседних радиоимпульсов, что снижает уровень спектральных шумов выходных гармонических колебаний. Дпя того, чтобы выходные сигналы были чисто гармоническими, необходимо, чтобы по геометрической длине L выходных ВШМП 3,3,,...,3 укладьталось целое число ддин акустических волн, соответствующих част там выходных непрерывных гармонических колебаний. Для этого геометрическая длина L выходных ВШМП 3, ,

должна соответствовать

расстоянию между входным ВШМП 2 и синхронизирующим ВНИИ 5. При расположении выходных БШШ 5 друг за другом (фиг.2) их расстояние от входного ВШМП 2 выбирается в соответствии со скоростью распространения ПАВ и выходной частотой каждого из них.

встречно-штыревых многоэлементных преобразователей на расстоянии, которое равно геометрической длине выходных встречно-штыревых многоэлементных преобразователей, выход синхронизирующего встречно-штыревого многоэлементного преобразователя соединен с входом генератора импульсов, а также введен фазокорректирующий элемент, который расположен на пьезоэлектрическом звукопроводе между входным встречно-штыревым многоэлементным преобразователем и синхронизирующим встречно-штыревым многоэлементным преобразователем, при этом фазокорректирующий элемент выполнен в виде прямоугольно-трапецеидальной призмы, прямоугольные основания которой расположены перпендикулярно электродам входного встречно- штыревого многоэлементного преобразователя и синхронизирующего встречно-штыревого многоэлементного преобразователя, а угол о/ при основании трапецеидальной грани которой опре - деляется по формуле

Изобретение относится к радиотехнике и уменьшает спектральные шумы выходных гармонич.колебаний. Устройство содержит пьезоэл. звукопровод I, входной встречно-штыревой многоэлементный преобразователь (ВШМП)-2 с постоянной апертурой, выходные ВИМП 3 , ,. . . ,3 щ с различным числом пар электродов, генератор 4 импульсов, синхронизирующий эл-т 6, выполненный в виде прямоугольно- трапецеидальной призмы, акустич.поглотитель 7.Чтобы выходные сигналы были бы чисто гармоническими, необходимо, чтобы по геометрич.длине L ВКГМП 3,...,3jj укладьгоалось целое число длин акустич.волны, соответствующих частотам выходных непрерывных гармонич.колебаний. Для этого длина L BIIMI 3,,..., 3 |у должна соответствовать расстоянию между ВШИП 2 и ВШМП 5. При расположении ВШМП 5 др.за др. их расстояние от ВШМП 2 выбирается в соответствии со скоростью распространения поверхностных акустич. волн и выходной частотой каждого из них. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л 00 О) го ел внл 9м 9иг.

Формула изобретения

с/ arc tg

w

30

41 fo-k

5

0

5

0

5

где V - скорость распространения поверхностных акустических волн;

k - коэффициент электромеханической связи пьезоэлектрического звукопровода; д1 - разность длин оснований трапецеидальной грани прямоугольно-трапецеидальной призмы; fg - средняя частота рабочего

диапазона;

W - апертура входного встречно-штыревого многоэлементного преобразователя, а расстояние между рядом расположенными электродами выходных встреч- но-штьфевых многоэлементных преобразователей, .которые выполнены с чет- ньш числом пар электродов, кратно расстоянию между входным встречно- штыревым многоэлементным преобразователем и синхронизирующим встречно- штыревкм многоэлементным преобразователем.

многоэлементные преобразователи расположены на рассстояниях 1j от входного встречно-штыревого многоэлементного преобразователя

V

1,

2-fl

t S Г г 3,

у у . л / /

(.

wWVW

I-

I

MAA/WvA -

i f

7

VVW 4WV M/VWVW ;6

i - I,2,...,N;

f. - выходная частота соответствующего выходного встречно-штыревого многоэлементного преобразователя.

7/ 5.

fete«7

fcti

yJteJ

f

1,

T:

I-

I

MAA/WvA -i f