Главная -> Книги (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) ( 23 ) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (23) те. Зная зависимости Qa=F{N) и Q=F{N), можно определить (для выбранного материала звуконровода) оптимальное число пар электродов (рис. 3.27). Однако, учитывая то, что в задании на проектирование фильтра может быть указан коэффициент прямоугольности kn и его АЧХ, при расчете Л принимают во внимание функцию аподизации преобразователей. Обычно форма импульс- Рис. 3.27. Зависимость акустической Qa и электрической добротностей преобразователя от числа электродов N Рис. 3.28. Форма импульсного отклика фильтра с симметричной прямоугольной АЧХ ного отклика полосового акустоэлектронного фильтра с симметричной прямоугольной АЧХ описывается функцией sin х/х, где x=nNl{f - fo)/fu]- В этом случае » (ni+l)fai {AF), где т - число лепестков импульсного отклика (рис. 3.28). Пользуясь табл. 3.9, можно получить для заданного значения AF уровни изрезанности Да в полосе пропускания и за ее пределами р. Таблица 3.9
3, Выполняют синтез структуры преобразователя ПАВ, т. е. определяют геометрические размеры и конфигурацию ВШП с целью достижения требуемых электрических параметров (АЧХ, импульсного отклика, емкости, полной проводимости и др.). При использовании однофазного преобразователя ПАВ (рис. 3.29) необходимо руководствоваться следующими соображениями. Для достижения максимальной эффективности взаимного преобразования электрического и акустического сигналов расстояние h между электродами однофазной решетки (период электродов) должно быть равно длине % ПАВ в звукопроводе, т. е. h=vlf. Ширину d электродов преобразователя выбирают равной половине длины ПАВ в звукопроводе, а апертура W электродов должна превышать значения %. На практике W ж (10200) ?i. Толш,ину электродов решетки делают значительно меньше 1. Погонная емкость Ci электрода решетки Ci = {г--г) {К {k[))l2K {k), где /С (i) - полный эллиптический интеграл первого рода; к = = {h-d)l{h + d); k[~V\-k\; 8п -абсолютная проницаемость материала подложки; 8„-диэлектрическая постоянная. Для двухфазного преобразователя ПАВ расстояние h между разнополярными электродами выбирают равным 0,5 % ПАВ в Рис. 3.29. Схема однофазного преобразователя ПАВ: ; - электроды решетки; 2 - соединительный проводник; 3 - звукопровод; 4 - сплошной электрод Рис. 3.30. Зависимости погонных емкостей преобразователей ПАВ от отношения dlh 2,0 15
о 0,2 0,В 0.8-d/h звукопроводе, а ширину d = 0,25 "к. Рекомендации по толщине электродов и апертуре аналогичны ранее приведенным. Погонная емкость двух рядом расположенных электродов двухфазного преобразователя Q = (Eh + 8o) [К{К)1К{К)], тщ k=s\n{ndl2h); kV-kl. Зависимости Cj и С от dlh приведены на рис. 3.30. Изложенные рекомендации по определению h предполагают реализацию эквидистантного неаподизованного преобразователя (см. рис. 3.26, а), частотную характеристику которого можно рассчитать, пользуясь, например, следующей формулой: Н {f)C,WUN sine {лЛ [(/-/o)/fo]} exp (-/лЛШ, (3.5) где и - напряжение на преобразователе. Для реализации фильтра с шириной полосы пропускания, равной в одних случаях AF o<0,l%, а в других AF o>50% и заданной АЧХ, используют неэквидистантные аподизованные преобразователи. Для входного неэквидистантного преобразователя (см. рис. 3.26, г) расстояние между электродами п4АР fit. где п=0, 1, 2, . . ,, Л; N=fo{tJ2). Для выходного преобразователя, изображенного на рис. 3.26, д, h„ = v 4nAF Для аподизованного преобразователя с формой импульсного отклика, описываемой функцией sin х/х, где x=nN[{f - fo)/[o], апертура sin (InmniN) 2ктп/М l-(-l) где п - порядковый номер электродов преобразователя. Необходимо иметь в виду, что для аподизации изменением апертуры а/ В) Рис. 3.31. Варианты введения пассивных штырей перекрытия штырей характерны дифракция ПАВ, излучаемая участками с малым перекрытием (l?n,in)> и фазовые искажения ее фронта из-за неравномерной металлизации звукопровода. Для устранения данного недостатка стремятся увеличить значение что приводит к пропорциональному увеличению Иах- а следовательно, и ширины звукопровода. Данное решение не всегда приемлемо, так как ширина звуконровода, как правило, ограничена размером пьезоэлектрической пластины, сопротивлением излучения, обеспечивающим согласование преобразователя с внешними цепями либо погонным сопротивлением электродов. В этом случае эффективно введение дополнительных штырей, которые обеспечивают равномерную металлизацию звукопровода вдоль распространения фронта ПАВ [5]. На рис. 3.31, а изображена симметричная структура аподизованного преобразователя с дополнительными штырями 1, выполненными в виде сдвоенных электродов. Шаг штырей должен быть равен 0,25?i, а их ширина - 0,125Я [5]. На рис. 3.31, б дополнительные штыри 1 соединяют суммирующую шину 2 с общей шиной 3 преобразователя. Шаг (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) ( 23 ) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) |
|