Перестраиваемый фильтр на поверхностных акустических волнах Советский патент 1981 года по МПК H03H9/64 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в акустоэлектронных устройствах обработки сигналов.

Известны устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие встречно-штыревые прербразователи, расположенные на пьезоэлектрической подложке, в которых между входным и выходным преобразователями расположен фотопроводящий слой сложной конфигурации. При освещении участка поверхности подложки, покрытого слоем фотопроводящего материала, изменяется скорость распространения ПАВ на этом участке И.

Недостатком этих устройств является невозможность перестройки амплитудно-частотных характеристик.

Известен также перестраиваемый фильтр на ПАВ, содержащий пьзрэлектрическую подложку с расположенными на ее поверхности в одном акустическом канале входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями, отражательными структурами с переменным периодом расположения составляющих их неоднородностей и фотопроводящим слоем, размещенный над ним источник освещения и систему управления источником освещения. Протяженность фотопроводящего слоя вдоль направления распространения ПАВ в этом фильтре постоянна по всему фронту распространения ПАВ, а источник освещения выполнен в виде размещенного вне пьезоэлектрической подложки дискретного излучателя света 2.

Недостатками известного фильтра

10 являются значительные фазовые искажения сигнала на выходе и большие габариты фильтра, что связано с различием в сдвиге фаз различных частотных компонент спектра сигнала и на15личием объемного источника.

Цель изобретения - уменьшение фазовых искажений и уменьшение габаритов перестраиваемого фильтра на ПАВ.

20 Эта цель достигается тем, что перестраиваемый фильтра на ПАВ содержит дополнительный встречно-штыревой преобразователь, электрически соединенный параллельно с основным, и дополнительные отражательные структуры с переменным периодом расположения составлякнцих их неоднородностей, при этом источник освещения выполнен в виде матрицы с ветои злу чающих диодных

30 структур, столбцы которой ориентированы вдоль направления распространения ПАВ, протяженность фотопроводяще го слоя вдоль направления распространения ПАВ непостоянна и выбрана из условия компенсации соответствующих частотных составляющих сигнала, а отношение разности расстояний между соответствующими входным встречно штыревым преобразователем и ближней к нему отражательной структурой к разности расстояний междУ основными и дополнительными отражательными структурами равно отношению скоросте распространения ПАВ .от входных встре но-штыревых преобразователей к отражательным структурам и между отражательными структурами на свободных от фотопроводящего слоя участках пьезоэлектрической подложки. На фиг, 1 показана конструкция предлагаемого фильтра; на фиг. 2 внешний вид полупроводниковой пласти ны с матрицей светоизлучаЮщих диодных структур (вид со стороны пьезоэлектрической подложки). Фильтр содержит пьезоэлектрическую подложку 1, расположенные на ней входные основной 2 и дополнительный 3 встречно-штыревые преобразователи, выходной встречно-штыревой преобразо ватель 4, основные отражательные структуры 5 и 6 и дополнительные отражательные структуры 7 и 8. Отражательные стр уктуры 5-8 состоят из неоднороднбстей 9, выполненных в виде канавок или полосок и размещенных с переменным периодом. На подложке 1 размещен также фотопроводящий слой 10, протяженность которого вдоль направления распространения ПАЭ непостоянна. Он имеет форму прямоугольной трапеции. Над фотопроводящим сло ем с зазором с пьезоэлектрической подложкой 1 размещена матрица 11 све тоизлучающих диодных структур, выпол ненная на полупроводниковой пластине 12. Столбцы 13 матрицы 11 ориенти рованы вдоль направления распространения ПАВ. Выводы 14 от полупроводниковой пластины 12 соединены с выхо дами 15 о стемы электронного управле ния 16. Зазор кСежду пластиной 12 и подложкой 1 обеспечивается с помтацью прокладок 17. Преобразователи 2 и 3 и отражательные структуры 5-8 расположены так, что выполняется условие lV)/(«../v, где 6 - расстояние между основными отражательными структурами 6й - расстояние между дополнительными отражательными структурами; t. - расстояние между основным входным преобразователем и ближайшей к нему основной отражательной структурой; Кф - расстояние между дополнительным преобразователем и ближайшей к нему дополнительной отражательной структурой ; V - скорость распространения ПАВ на участке свободной поверхности пьезоэлектрической подложки между отражательными структурами; V - скорость распространения ПАВ на участке свободной поверхности пьезоэлектрической подложки между входными преобразователями и ближними к ним отражательными структурами. Протяженность фотопроводящего слоя 10 X, на пути распространения ПАВ от любой частотной составляющей ± спектра сигнала выбрана из условия компенсации соответствующих частотных составляющих,которое может быть определено соотношением /, AV V liV -{1--V-) X - l. где 4V - изменение скорости распространения ПАВ на участке пьезоэлектрической подложки с фотопроводящим покрытием. Электрический сигнал, поступая на преобразователи 2 и 3, преобразуется в ПАВ, которые, распространяясь по подложке 1, отражаются от неоднородностей 9 структур 5 и 7. ПАВ, отраженные структурой 5, проходят под фотопроводящим слоем 10 к отражательной структуре 6. ПАВ, отраженные структурой 7, проходят к отражательной структуре 8. Структуры б и 8 переотражают ПАВ на выходной преобразователь 4. ПАВ, генерируемые частотной составляющей входного сигнала, эффективно отражаются в той области структур 5-8, где период расположения неоднородностей 9 соответствует длине волны ПАВ для данной частоты f, что приводит к пространственно1уу разделению ПАВ. При отсутствии управляющего сигнала на выходах 15 устройства управления 16 светоизлучающие диодные структуры матрицы 11 не излучают свет. Фотопроводящий слой 10 при этом представляет собой изолятор и скорость распространения ПАВ под ним не отличается от скорости распространения ПАВ на свободных участках подложки 1. Благодаря указанному расположению преобразователей 2 и 3 и отражательных структур 5-8 ПАВ от любой частотной составляющей f спектра входного сигнала поступают на выходной преобразователь 4 одновременно и в фазе. При наличии управляющих сигналов на части выходов 15 соответствующие столбцы 13 матрицы 11 излучаю свет, производя засветку находящихся под ними участков фотопроводящего слоя 10. Эти участки становятся проводящими, что приводит к закорачиванию тангенциальных составляющих электрического поля ПАВ тех частотных, компонент f. входного сигнала, которые распространяются по соответствукидим участкам подложки L. При этом скорость ПАВ уменьшается на величину fcv. При протяженности фотопроводящего слоя 10, выбранной в соответствии с. приведенным условием, ПАВ, распространяющиеся от.основного входного преобразователя, достигнут выходного преобразователя одновременно с ПАВ, распространяющимися от дополнительного входного преобра.зователя. В результате этого, ПАВ от этих частотных составляющих f. спектра входного сигнала на выходном преобразователе 4 компенсируютдруг друга и на йыходе фильтра отсутствую .Изменяя .сигнал управления, можно эффективно перестраивать выходную характеристику фильтра. Предлагаемый фильтр обеспечивает простое управление амплитудно-частот ными характеристиками без внесения дополнительных фазовых искажений. Он малые габариты и может быть вы полнен методами планарной технологии Формула изобретения Перестраиваемый фильтр на поверхностных акустических волнах, содержа щий пьезоэлектрическую подложку с расположенными на ее поверхности в одном акустическом канале входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями, отражательными структурами с переменным периодом расположения составляющих их неоднородно стей и фотопроводящим слоем, разме-щенный над ним источник освещения и систему управления источником освещения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения фазовых искажений и уменьшения габаритов, он содержит допсшнительный входной встречно-штыревой преобразователь, электрически соединенный параллельно с основным, и дополнительные отражательные структуры с переменным периодом расположения составляюощх их неоднородностей, при этом источник освещения выполнен в виде матрицы светоизлучающих диодных структур, столбцы которой ориентированы вдоль направления распространения поверхностных акустических волн, протяженность фотопроводящего слоя вдоль направления распространения поверхностных акустических волн непостоянна и выбрана из условия компенсации соответствующих частотных составляющих сигнала, а отнсхиение разности расстояний между соответствукхцими входным встречно-штыревым преобразователем и ближайшей к нему отражательной структурой к разности расстояний между основными- и дополнительньоим отражательными структурами равно отношению скоростей распространения поверхностных акустических волн от входньис встречно-штыревых преобразователей к отражательным структурам и между отражательными структурами на свободных от фотопроводшцего слоя участках пьезоэлектрической подложки. Источники информёщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США I 3845420, кл. Н 03 Н 9/26, 1974. 2.Патент Франции 2220930, кл. Н 03 Н 9/32, 1974.