Линий задержки пав какие бывают типы

линии задержки

ebooks

ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ акустические-устройства для задержки электрических сигналов на время от долей мкс до десятков мс, основанные на использовании относительно малой скорости распространения упругих волн. Л. з. наз. ультразвуковыми (УЛЗ) при работе на частотах w волн от единиц до сотен МГц или гиперзвуковыми (ГЛЗ) при w от 1 ГГц и выше. Л. з. применяются в качестве устройств акустоэлектроники для обработки сигналов в разл. областях электронной техники (радиолокац. аппаратура, телевидение, устройства связи и др.). Известны также акустооптич. Л. з., в к-рых для обнаружения сигнала на выходе Л. з. используется взаимодействие упругих волн со световым пучком.

Л. з. состоят из трёх осн. элементов (рис. 1,а): входного 1 и выходного 2 электроакустических преобразователей, преобразующих электрич. колебания в упругие на входе Л. з. и упругие колебания в электрические на её выходе, и звукопровода 3, механически связанного с преобразователями, в котором распространяются упругие волны. Т. к. скорость распространения последних примерно в 10 5 меньше скорости распространения электрич. волн, то время распространения упругих волн в звукопроводе и определяет время задержки сигнала. Л. з. могут работать «на проход» (рис. 1, а), при этом входной и выходной преобразователи разделены, или «на отражение» (рис. 1, б), когда один и тот же преобразователь служит входным в момент прихода задерживаемого сигнала и выходным, когда с него снимается задержанный сигнал.

Рис. 1. Схемы включения ультразвуковых линий задержки, работающих «на проход» (а) и «на отражение» (б).

В качестве преобразователей в УЛЗ используются преим. пластины из монокристаллов пьезоэлектриков, пьезокерамика. В нек-рых случаях применяются магнитострикционные преобразователи. Звукопроводом УЛЗ служит твёрдая среда, в к-рой упругие волны распространяются с относительно малыми потерями.

Основные параметры Л. з.: 1) время задержки зависит от длины пути, проходимого упругой волной в звукопроводе; 2) рабочая частота f 0 , определяется преим. резонансной частотой преобразователей; 3) полоса пропускания зависит в основном от добротности преобразователей; 4) потери D, вносимые Л. з., величина к-рых складывается из потерь на двукратное электромеханич. преобразование на входе и выходе и потерь при распространении упругих волн в звукопроводе; 5) уровень ложных сигналов, т. е. сигналов, приходящих на выход Л. з. со временем задержки, отличающимся от заданного; он оценивается как отношение амплитуды ложного сигнала к амплитуде основного. В зависимости от назначения Л. з. могут рассматриваться и такие параметры, как температурный коэф. задержки, зависящий от материала звукопровода и в большинстве случаев равный от 10 — 4 1/°С до 10 -6 l/°C; неравномерность амплитудно-частотной характеристики, в значит. степени определяемой уровнем ложных сигналов, и др.

Акустические Л. з. можно условно разделить на три группы в зависимости от вида используемых упругих волн и от соотношения между длиной волны упругих колебаний, распространяющихся в звукопроводе, и его размерами.

Л. з. на объёмных волнах. К этой группе можно отнести УЛЗ, где объёмные волны (продольные пли поперечные) распространяются по звукопроводу, размеры сечения к-рого существенно превышают Электроакустич. преобразователями здесь служат одно-полуволновые пластины из пьезоэлектриков (кристаллич. кварц, ниобат лития и др.). Звукопроводы для них изготавливаются из плавленого кварца, спец. стекла, монокристаллов кварца и солей NaCl, KC1 и др., а также магниевого сплава. Соответственно эти УЛЗ наз. кварцевыми, стеклянными, монокристаллическими и магниевыми. Увеличение т в пределах заданного размера звукопровода может быть достигнуто за счёт многократных отражений упругих волн на пути от входа до выхода УЛЗ (рис. 2). Эти УЛЗ работают в основном на частотах от единиц до 100 МГц и более и обеспечивают время задержки до 3-4 мс. У таких УЛЗ обычно лежит в пределах от 0,1 до 0,5 и уровень ложных сигналов составляет от -26 дБ до -40 дБ. Вносимые потери D в зависимости от параметров преобразователей длительности задержки и материала звукопровода могут варьироваться в значит. интервале от 20 дБ до 70 дБ. Применение этих УЛЗ, в особенности магниевых, а частично и УЛЗ на основе солей монокристаллов, быстро сокращается благодаря развитию микроэлектроники и, в частности, цифровой техники, позволяющей реализовать широкий диапазон задержек, не прибегая к использованию сравнительно громоздких акустоэлектронных аналоговых устройств.

Рис. 2. Направления распространения ультразвукового пучка в ультразвуковых линиях задержки с звукопроводами различной формы: а — многоугольной; б — прямоугольной с малыми углами отражения; в — прямоугольной с углами отражения 45°.

ГЛЗ, работающие на объёмных волнах, также относятся к рассматриваемой группе Л. з. Возбуждение и приём гиперзвука в ГЛЗ со звукопроводами из непьезоэлектриков (сапфир, рубин и др.) осуществляется плёночными пьезоэлектрическими преобразователями, в основном CdS и ZnO, напыленными на предварительно металлизированные торцы бруска (рис. 3, а). Реже применяются магнитострикционные преобразователи в виде никелевых плёнок. Время задержки в таких ГЛЗ редко превышает 15-20 мкс на частотах 1-3 ГГц и уменьшается до 1-5 мкс с повышениемдо 10 ГГц Потери в этих ГЛЗ обычно составляют до 50-70 дБ при 0,2-0,5. Из-за пробоя плёнок преобразователя приходится ограничивать ср. мощность импульсов, подаваемых на вход ГЛЗ, величиной 50-100 мВт. Для повышения допустимой величины импульсной мощности применяют многоэлектродные плёночные преобразователи, представляющие собой ряд последовательно включённых участков плёнки с площадью каждого из них, уменьшенной пропорционально числу участков.

Рис. 3. Гиперзвуковые линии задержки: а — плёночными преобразователями (1 — плёнка, 2 — звукопровод, 3 — электрод); б — со звукопроводом 1 из пьезоэлектрика, закреплённым в резонаторе 2.

В ГЛЗ со звукопроводами из пьезоэлектрика (напр., из кристаллич. кварца или ниобата лития) преобразование осуществляется также и путём непосредств. взаимодействия электрич. поля эл—магн. резонатора с при-поверхностным слоем звукопровода, закреплённого в этом резонаторе (рис. 3, 6). Такие ГЛЗ работают на частотах до 3-4 ГГц и обеспечивают задержки до 10- 15 мкс при 0,01-0,02 и D до 70-100 дБ; максимально допустимая импульсная мощность на входе здесь достигает 1 кВт.

Потери в звукопроводах из диэлектрич. монокристаллов могут быть существенно уменьшены путём понижения темп-ры T до значений Т Д , где Т Д — темп-pa Дебая для этих кристаллов.

Переменные ГЛЗ (с переменным значением и дисперсионные ГЛЗ (с зависящим от частоты)реализуются с применением магнитоупругих волн, возбуждаемых в магнитоупорядоченных кристаллах (напр., в железоиттриевом гранате). Изменение задержки здесь достигается переносом областей возбуждения и приёма магнитоупругих волн (т. е. переносом областей перехода спиновых волн в упругие на входе ГЛЗ и обратного перехода на её выходе), что достигается изменением напряжённости H 0 внешнего постоянного магн. поля. Пределы измененияв переменных ГЛЗ составляют примерно 1-10 мкм, D — ок. 70 дБ на частотах до 3 ГГц, а обычно не превышает 0,05-0,1. В дисперсионных ГЛЗ на магнитоупругих волнах используется эффект дисперсии скорости волн при определённых значениях H 0 . В железоиттриевом гранате дисперсия составляет доли мкс в относит. полосе пропускания до 0,01.

Л. з. на поверхностных акустических волнах. УЛЗ И ГЛЗ на поверхностных акустических волнах (ПАВ) получили широкое распространение в качестве микроминиатюрных устройств для обработки сигналов. Ввод и снятие сигнала здесь осуществляются с помощью встречно-штыревых преобразователей, каждый из к-рых представляет собой решётку в виде ряда противофазных электродов — параллельных полос в основном из алюминия,- нанесённых на поверхность звукопровода из пьезоэлектрика (рис. 4), напр. из кристаллич. кварца или ниобата лития. Ширина полос (электродов) встречно-штыревых преобразователей и интервалов между ними равна длины волны излучаемых (принимаемых) ПАВ. Известны также УЛЗ на ПАВ, в к-рых материалом для встречно-штыревых преобразователей служит пьезоплёнка (напр., ZnO или CdS), а звукопровод изготавливается из непьезоэлектрика. УЛЗ на ПАВ работают на частотах от единиц до сотен МГц, а ГЛЗ — до 2-3 ГГц. Ограничение по здесь обусловлено в основном технологией изготовления встречно-штыревых преобразователей (при использовании фотолитографии, напр., макс. значение 400 МГц, а в случае применения электронолитографии или рентгенолитографии — до неск. ГГц). Время задержки в УЛЗ на ПАВ обычно не превышает 150-200 мкс. Величина составляет 0,1-0,5, а D до 40-50 дБ. В ГЛЗ время задержки составляет единицы мкс.

Рис. 4. Схемы ультразвуковых линий задержки на поверхностных волнах с преобразователями в виде эквидистантных (а), неэквидистантных (б) решёток.

Рис. 5. Многоотводные линии задержки на поверхностных волнах.

Рис. 6. Фазоманипулированная линия задержки на ПАВ (а), чередование полярностей электродов которой позволяет получить фазокоди-рованный сигнал вида б.

Рис. 7. Схемы дисперсионных линий задержки, у которых: а — время задержки Т с увеличением частоты уменьшается; б — время Т с увеличением увеличивается.

Наиб. широкое применение УЛЗ на ПАВ нашли в качестве многоотводных, фазоманипулированных и дисперсионных УЛЗ. Мн огоотводпые УЛЗ (рис. 5) могут иметь число отводов, определяемое, с одной стороны, максимально допустимой задержкой, с другой — мин. временным интервалом между отводами, равным примерно 0,1-0,2 мкс. Фазоманипулированные УЛЗ широко используются в качестве пассивных устройств обработки фазокодиро-ванных сигналов с бинарными кодами (с изменением фазы сигнала на В этих УЛЗ чередование полярностей или фаз электродов встречно-штыревых преобразователей (рис. 6, а) задаётся в соответствии с необходимостью получения определённого распределения фаз в фазокодированном сигнале (рис. 6, б). Дисперс. УЛЗ, применяемые для пассивного формирования и сжатия частотно-модулированных(ЧМ) сигналов, позволяют относительно просто задавать как линейный, так и нелинейный законы частотной модуляции, обеспечивая любой (положит. или отрицат.) наклон дисперсионной характеристики (рис. 7). Дисперсия здесь имитируется благодаря разнице в расстояниях между участками входной и выходной решёток, работающими на разных частотах. Такие УЛЗ формируют ЧМ-сигналы длительностью до 200-250 мкс, может составлять до 0,5-0,6. При использовании этих УЛЗ для формирования и последующего сжатия ЧМ-сигналов (оптимальная фильтрация) коэф. сжатия (произведение длительности ЧМ-сигнала на полосу пропускания) может достигать 1000. Известны также дисперсионные УЛЗ, у к-рых входом и выходом служат две эквидистантные решётки, а эффект дисперсии имитируется с помощью двух отражающих неэквидистантных решёток, выполненных в виде двух рядов отражающих элементов (канавок, металлич. полосок я др.), расположенных под углом 90° друг к другу и под углом 45° к направлению распространения ПАВ. Такие УЛЗ также могут формировать ЧМ-сигнал с любым знаком дисперсионной характеристики и обеспечивают длительность ЧМ-сигнала до 400 мкс, а коэф. сжатия-до 5000.

Волноводные УЛЗ составляют третью группу УЛЗ. Они работают на объёмных волнах, распространяющихся в звукопроводе, размеры сечения к-рого соизмеримы с К ним относятся полосковые (ленточные) УЛЗ, в к-рых используются продольные и поперечные волны, и проволочные УЛЗ, в к-рых пользуются продольными и преим. крутильными волнами. Такие УЛЗ работают на частотах до 10-15 МГц и обеспечивают задержку до 100 мкс и более (на частотах порядка 1-3 МГц). Величина у них достигает 0,5, a D составляют до 30-40 дБ. В полосковых УЛЗ используются поперечные упругие волны с направлением поляризации вдоль ширины ленты (поперечная нормальная нулевая волна). В случае распространения в ленточном звукопроводе продольных волн или поперечных с поляризацией по толщине ленты (первая нормальная поперечная волна) возникает эффект дисперсии. Относит. ннзкочастотность таких УЛЗ и соответственно их узкополосность сделали возможной практически почти полную замену их цифровыми устройствами. Исключение пока составляют полосковые дисперсионные УЛЗ с использованием отражающих структур Tипа IMCON, работающих на недисперсионных поперечных волнах, поляризованных по ширине ленты (нормальная нулевая волна). Эффект дисперсии здесь создаётся двумя отражающими неэквидистантными решётками с канавками, по конфигурации и взаимному расположению не отличающимися от показанных на рис. 8. Звукопроводом в этих УЛЗ служит металлич. лента толщиной Преобразование на входе и выходе УЛЗ осуществляется двумя пьезопластинками, закреплёнными (приклейка или припайка) на торце ленты вблизи от мест расположения встречно-штыревых преобразователей. Дисперсионные узлы УЛЗ типа IMCON работают на частотах до 20- 30 МГц, с относит. полосой пропускания до 0,5 и могут обеспечить коэф. сжатия примерно до 1000. Однако с развитием высокоразрядных аналого-цифровых преобразователей можно и здесь ожидать перехода на цифровые устройства.

Рис. 8. Дисперсионная линия задержки с отражающими канавками.

Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, М., 1966; Соколинский А. Г., Сухаревский Ю. М., Магниевые ультразвуковые линии задержки, М., 1966; Пьезополупроводниковые преобразователи и их применение, М., 1973; Каринский С. С., Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах, М., 1975; Такер Дж., Рэмптон В., Гиперзвук в физике твердого тела, пер. с англ., М., 1975; Фильтры на поверхностных акустических волнах, под ред. Г. Мэттьюза, пер. с англ., М., 1981. А. Г. Соколинский.

14.3 Линии задержки на пав

— Основное преимущество ЛЗ на ПАВ по сравнению с другими физическими реализациями:

— низкая скорость распространения волны;

— малые габаритные размеры.

Разновидности линий задержки

— К линиям с однократной задержкой относятся ЛЗ, имеющие один входной 1 и один выходной 2 преобразователи.

— Термин «однократная задержка» характеризует однократный или единичный съем (преобразование) распространяющейся в звукопроводе волны.

— В линиях задержки со средним (до 100—150 мкс) временем задержки. чаще используют традиционную простую конструкцию с размещением входного и выходного ВШП в общем прямолинейном акустическом потоке на одной поверхности звукопровода.

Линия с однократной задержкой

Сигналы на выходе линии задержки

— Физическая природа возникновения сигнала тройного прохождения связана с двумя явлениями:

— чисто механическим отражением ПАВ от акустических неоднородностей (в частности, электродов преобразователя)

— регенерацией ПАВ выходным преобразователем.

— Уровень регенерированного сигнала определяется параметрами нагрузочной цепи, оптимизируемыми в процессе расчета ЛЗ.

— Для уменьшения сигнала тройного прохождения предложен, в частности, ряд конструктивных решений, основанных на фазовой компенсации.

— Наличие сигналов прямого и тройного прохождения ведет к изрезанности АЧХ (неравномерности затухания) в полосе пропускания.

— Сигнал прямого прохождения вызывает появление пульсаций в полосе пропускания отстоящих по частоте на величину 1/T.

— Сигнал тройного прохождения вызывает изрезанность АЧХ в полосе пропускания, период которой ∆f’ определяется задержкой между основным задержанным сигналом и сигналом тройного прохождения :

Искажения АЧХ

Искажения АЧХ, обусловленные сигналом прямого прохождения (а) и сигналом тройного прохождения (б)

Структурная схема линии задержки и импульсный отклик линии задержки на δ — импульс

— Задержка выходного сигнала) по отношению ко времени прихода δ-импульса составляет

T = L/Vп,

где L — расстояние между близлежащими краями входного и выходного преобразователей.

— При измерении задержки до максимума выходного сигнала (Т’) в качестве расстояния между преобразователями следует считать величину L‘, измеренную (в случае идентичных преобразователей 1, 2) между их одноименными краями.

Обобщённая структура и импульсные отклики линии задержки на радиоимпульс

— На точность воспроизведения задержки влияет ряд технологических и физических факторов:

— конечная точность технологического оборудования при изготовлении фотошаблона;

— ошибки при совмещении, экспонировании, в ориентации звукопровода при его изготовлении;

— ограниченная термостабильность скорости ПАВ.

Для увеличения пути прохождения ПАВ и соответственно времени задержки применяют МПО.

Рисунок Линия задержки с применением МПО

Многоотводные линии задержки на пав

— При Тм≤100÷150 мкс чаще используется классическая конструкция с последовательным расположением преобразователей в прямолинейном акустическом потоке.

— уменьшение величины задержанного сигнала по мере увеличения номера отвода (времени дискретной задержки)

— наличие паразитных переотраженных сигналов.

— Уменьшение энергии поверхностной волны вызвано

— поглощением энергии в нагрузке каждого отвода,

— Расстояние между входным и последним выходным преобразователем определяется

— допустимыми дифракционными искажениями,

— минимальной апертурой перекрытия электродов;

— максимальная апертура определяется конечной шириной звукопровода.

— Число отводов (выходных ВШП) выбирается из допустимой величины уменьшения импульсного отклика на последнем отводе ∆An.

— Относительная полоса пропускания ∆f/f0 определяет число электродов двухфазного преобразователя.

— Значительно большее число отводов можно реализовать, используя матричную конструкцию МЛЗ.

— Выходные отводы располагаются по m в n независимых пространственных каналах.

— Шаг преобразователей в одном канале L.

— Расстояние между преобразователями в соседних каналах

l = L / n.

Многоотводная ЛЗ матричной конструкции

— Число отводов m в каждом канале определяется величиной коэффициента электромеханической связи k2 звукопровода.

— Для пьезокварца m = 10…50,

— Для ниобата лития и германата висмута m = 5…20.

— Эта конструкция применяется в согласованных фильтрах с большим числом элементов сигнала (больше 20…50).

ДИСПЕРСИОННЫЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ НА ПАВ

— На пьезоэлектрическом звукопроводе в общем акустическом потоке расположены неэквидистантный многоэлектродный преобразователь и широкополосный преобразователь.

Если к неаподизованному преобразователю приложить импульс малой длительности, то вдоль выходного преобразователя распространяется короткий волновой пакет (рис.14). В каждый момент времени частота выходного напряжения зависит от расстояния между электродами в месте расположения возбуждающего импульса. Частота заполнения зависит от времени. Если шаг электродов преобразователя изменяется от hмин на одном конце до hмакс на другом, то частота изменяется от fмакс до fмин. Длительность T выходного импульса соответствует длине преобразователя

T = L/Vп.

ДЛЗ с топологической дисперсией несимметричной конструкции

— Если к неаподизованному преобразователю приложить импульс малой длительности, то вдоль выходного преобразователя распространяется короткий волновой пакет.

— В каждый момент времени частота выходного напряжения зависит от расстояния между электродами в месте расположения возбуждающего импульса.

— Частота заполнения зависит от времени.

Дисперсионный фильтр на встречно – штыревых преобразователях

— Если шаг электродов преобразователя изменяется от hмин на одном конце до hмакс на другом, то частота изменяется от fмакс до fмин.

— Длительность T выходного импульса соответствует длине преобразователя

T = L/Vп.

— Импульс такого типа называют сигналом с внутри импульсной частотной модуляцией (ЧМ).

— Устройство на ПАВ называют – дисперсионной линией задержки (ДЛЗ) или дисперсионным фильтром.

— В дисперсионных линиях задержки групповое время задержки зависит от частоты сигнала.

— На частотах fмин и fмакс групповое время задержки различается на T.

Шаг электродов неэквидистантного преобразователя меняется от

hmax= Vп / 2fmin до hmin = Vп/2fmax,

где fmin и fmax — нижняя и верхняя частоты диапазона девиации ДЛЗ.

Наибольшее распространение получили ДЛЗ, имеющие линейную дисперсионную характеристику):

t(f)= — (f—f0)γ +T0;

и квадратичную фазовую характеристику:

φ(t) =π(f—f0)2/γ + 2πfT0 + φ0,

где f0=(fmax + fmin)/2;

γ=( fmax — fmin)/T = ∆f/Т — крутизна дисперсионной характеристики; Т — начальная задержка; φ0 — начальная фаза.

Характеристики ДЛЗ

— Шаг электродов широкополосного преобразователя

hср = (hmin + hmax)/2.

— Число электродов широкополосного преобразователя выбирается исходя из обеспечения минимальных искажений спектра сигнала или АЧХ неэквидистантного преобразователя, т. е. ∆fш > ∆f.

— Это обусловливает относительно высокие вносимые потери ДЛЗ несимметричной конструкции.

ДЛЗ с изменяемым наклоном дисперсионной характеристики

— С энергетической точки зрения предпочтительнее ДЛЗ симметричной конструкции.

— Неэквидистантные преобразователи сориентированы друг к другу частями с одинаковым шагом электродов.

ДЛЗ симметричной конструкции

— Парциальные дисперсионные характеристики этих преобразователей имеют

— полную девиацию ∆f= fmax + fmin

— и половинную задержку (Т/2) по отношению к результирующей дисперсионной характеристике.

Дисперсионные фильтры применяются в радиолокации для сжатия импульсов.
На фильтр поступает сигнал с внутриимпульсной ЧМ.
Импульсная характеристика фильтра аналогична сигналу, но инвертирована во времени, так что мгновенная частота изменяется от f_мин до f_макс.

Отклик согласованного дисперсионного фильтра на ЛЧМ сигнал

— В определенный момент времени положение минимумов и максимумов акустической волны точно совпадает с положениями электродов неэквидистантного преобразователя.

— Все парциальные составляющие акустической волны складываются синфазно, и сигнал на выходе имеет максимальную амплитуду.

ЛЧМ сигнал на входе (а) и сигнал на выходе согласованной ДЛЗ (б)

— Длительность выходного импульса по уровню 0,707 (-3дБ) примерно равна

где ∆f = f_макс — f_мин – ширина спектра сигнала.

— Отношение длительностей входного и выходного сигналов называется коэффициентом сжатия B.

В = Т_с.вх / T_с.вых = T∆f.

— Обычно B = 50…500.

ДЛЗ на отражательных решетках

Дисперсионный фильтр на отражательных решетках (рис.21) позволяет получить значительно больший коэффициент сжатия B

Преобразование электрической энергии в акустическую энергию и обратно осуществляется соответственно входным и выходным преобразователями.

Две наклонные отражательные решетки задают дисперсионные свойства. Они состоят из мелких канавок, периодичность которых возрастает или убывает в зависимости от расстояния до ВШП. Решетки расположены так, чтобы отражение ПАВ происходило под углом 90º.

Акустические волны возбуждаются входным эквидистантным ВШП, затем дважды отражаются от решеток и достигают выходного ВШП. Эффективное отражение ПАВ происходит от канавок шаг следования, которых соответствует длине поверхностной волны. Шаг изменяется вдоль длины решетки. Волны различных частот отражаются от различных мест и имеют разные длины акустических путей. Время задержки зависит от частоты.

ДЛЗ такой конструкции позволяют получить коэффициенты сжатия, доходящие до 10 4 .

Линий задержки пав какие бывают типы

Фильтры на поверхностных акустических волнах (фильтры на ПАВ) широко используются в составе современных систем связи. Это обусловлено сочетанием высоких электрических характеристик таких устройств (в том числе малых вносимых потерь, высокой избирательности и малого коэффициента прямоугольности) с их малыми габаритными размерами. Кроме того, фильтры на ПАВ имеют более устойчивые характеристики к внешним воздействующим факторам по сравнению с их аналогами на LC-элементах и пьезокерамике.

Основные достоинства ПАВ фильтров следуют из их структуры:

малые размеры;
независимость фазочастотной характеристики (ФЧХ) от амплитудно-частотной (АЧХ);
высокая прямоугольность АЧХ;
превосходная внеполосная режекция;
температурная стабильность.

По полному технологическому циклу ООО «БУТИС» производит фильтры на ПАВ. С учетом заказных кристальных элементов, размещаемых на контрактных производствах — до 3330 МГц.

Возможность массового производства, экономичность и воспроизводимость таких устройств обусловлены применением планарной групповой технологии при их изготовлении.

В настоящее время хорошо проработаны и серийно выпускаются следующие основные типы ПАВ фильтров, различие которых заключается в их физической конструкции:

линии задержки ;
резонаторные фильтры ;
фильтры с малыми потерями ;
широкополосные фильтры .

Простейший ПАВ фильтр (Рис.1) содержит два встречно-штыревых преобразователя (ВШП), предназначенных для взаимного преобразования электрических и акустических сигналов, расположенных на полированной пьезоэлектрической подложке (кварц, ниобат лития, танталат лития, лангасит и т.д.) .

Каждый ВШП состоит из двух вложенных друг в друга гребенок металлических электродов.

Электроды ВШП обычно расположены на расстоянии 1/2 или 1/4 длины акустической волны на центральной частоте фильтра, что ограничивает верхний предел центральной частоты минимальным размером ширины электрода, реализуемым при стандартной технологии.

Нижний предел центральной частоты фильтра ограничен допустимой длиной пьезоэлектрической подложки.

Таким образом, ПАВ фильтры используются для обработки радиосигналов в диапазоне частот от 10 МГц до 2 ГГц.

Обычный ПАВ-преобразователь является двунаправленным излучателем, что ограничивает минимальные вносимые потери на уровне 6 дБ. Наличие ряда эффектов второго порядка, таких как резистивные потери в электродах и соединительных шинах, рассогласование акустических и электрических импедансов преобразователей, низкие значения коэффициента электромеханической связи доступных для применения пьезоэлектриков, увеличивает уровень вносимых потерь в реальном фильтре до 15…30 дБ.

В последние годы появились новые конструкции фильтров на ПАВ, обеспечивающие вносимые потери на уровне 1…7 дБ за счет использования внутренних переотражений, например, продольно-связанная структура, показанная на Рис.2.

Выбор конструктивного решения определяется совокупностью требований, предъявляемых к электрическим характеристикам конкретного ПАВ фильтра :

Центральная частота фильтра;
Вносимое затухание в полосе пропускания;
Ширина полосы пропускания по уровню -3 дБ;
Ширина полосы пропускания по уровню -40 дБ;
Неравномерность АЧХ фильтра в заданной полосе пропускания;
Ширина полосы задерживания;
Уровень подавления внеполосных сигналов в полосе задерживания;
Допустимость наличия гармонических составляющих и их уровень по отношению к первой гармонике;
Неравномерность и форма характеристики группового времени запаздывания (ГВЗ) в полосе пропускания фильтра;
Сопротивление нагрузки по входу и выходу;
Допустимость применения согласующих элементов ;
Рабочий диапазон температур;
Желаемое конструктивное исполнение (тип корпуса).

Общие рекомендации по фильтрам на ПАВ

Линий задержки пав какие бывают типы

Панфиловский проспект, д. 10

Факс: 8 (499)-710-13-02

О КОМПАНИИ
- СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИЯ
- РАБОТА С МОЛОДЕЖЬЮ
- ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
- ЛИЦЕНЗИИ И СЕРТИФИКАТЫ
- АНТИКОРРУПЦИОННАЯ ПОЛИТИКА
- МАТЕРИАЛЫ
- ЭЛЕМЕНТЫ
- ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
- УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ СИГНАЛА НА ПАВ И ОАВ
- ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ
- ТЕКУЩИЕ РАЗРАБОТКИ
- ЗАВЕРШЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ
ПЬЕЗОУСТРОЙСТВА
УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ СИГНАЛА

АКУСТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

ДИСПЕРСИОННЫЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

Все авторские права удерживаются © 2003-2024 АО «НИИ «Элпа»
Похожие публикации:

Линий задержки пав какие бывают типы

линии задержки

14.3 Линии задержки на пав

Многоотводные линии задержки на пав

Линий задержки пав какие бывают типы

Общие рекомендации по фильтрам на ПАВ

Рекомендации для ручной пайки фильтров в SMD – корпусах.

Рекомендации для ручной пайки ПАВ-фильтра в корпусе с выводами (например — МСШ-4-04).

Рекомендации для автоматической пайки

Линий задержки пав какие бывают типы

Добавить комментарий Отменить ответ