Ультразвуковые линии задержки. Звукопровод, страница 5

Уменьшение размеров звукопровода по толщине приводит к увеличению затухания в линии в целом, так как необходимо уменьшать и площадь преобразователя, чтобы увеличить расхождение пучка.

Наличие неоднородностей материала звукопровода приводит к появлению ложных сигналов, а в некоторых случаях, к отклонению траектории сигналов (микротрещины – при вибрациях будет изменяться форма АЧХ).

Для уменьшения уровня ложных сигналов боковые поверхности звукопровода делаются рифлеными и часто окрашиваются. С этой же целью в звукопроводе делаются прорези и фаски на отражающих гранях.

Ложные сигналы могут возникнуть и в результате многократного отражения от концевых устройств.

Для уменьшения этого вида ложных сигналов нагружают тыльную сторону преобразователя. При этом амплитуда основного сигнала уменьшают в 2-2,5раза, прочих – в 4-5раз.

Магниевые ЛЗ работают на частотах 10-20 МГц и потери в них составляют 10-12 дБ/м. На 100МГц потери растут и составляют 7-10 дБ/мкм, поэтому время задержки не больше 4-6мкс.

В связи с этим на ВЧ используют звукопровод из кварца.

10 МГц – 0,03дБ/м, 100МГц – 0,3дБ/мкм, то есть можно обеспечить задержку до 50-70 мкс.

Самый существенный недостаток – температурный коэффициент времени задержки .

На низких частотах время задержки ограничивается не затуханием в ЛЗ, а размерами звукопровода (максимальная технологическая длина 400 мм, но стоимость высокая).

В телевизионных ЛЗ (цвет SEKAM) кварцевая пластина – ЛЗ. Допустим, на кварцевую пластину поступает сигнал 5МГц, но у плавленного кварца очень высокая однородность и, следовательно, минимальный уровень ложных сигналов.

Конструирование ЛЗ на ВЧ имеет существенные особенности.

пластины преобразователя оказывается толщиной 30 мкм (на 100МГц). Поэтому их сначала клеят  на звукопровод, а потом сошлифовывают. Иногда используют 1, 3, 5   пластин.  уменьшиться в n раз, а затухание увеличиться в () раз.

Резонатор на ПАВ


Такой резонатор способен накапливать энергию поверхностных акустических волн (ПАВ). Состоит из звукопровода, на поверхности которого расположены два отражателя ПАВ и один (одновходовый резонатор на ПАВ) или два (двухвходовый резонатор на ПАВ) встречно-штырьевых преобразователя (рис.1).


                                      А

Б

Рис. 1. Резонатор на ПАВ.

А – одновходовый резонатор на ПАВ; Б – двухвходовый резонатор на ПАВ.

1 – отражатели ПАВ; 2 – встречно-штырьевые преобразователи.


Рис. 2. Схема резонатора на ПАВ с плавной частотной перестройкой:

1 – отражатели ПАВ; 2 – встречно-штырьевые преобразователи; 3 – дополнительный встречно-штырьевой преобразователь; 4 – электрическая нагрузка.

Принцип действия такого резонатора основан на многократном отражении ПАВ, возбужденной входным встречно-штырьевым преобразователем, и на образовании между отражателями стоячей акустической волны. Эта волна принимается входным (в случае одновходового резонатора) или выходным (в случае двухвходового) встречно-штырьевым преобразователем. Использование третьего встречно-штырьевого преобразователя, параллельно которому включена электрическая нагрузка, позволяет осуществлять в небольших пределах (» 0,5%) плавную частотную перестройку резонатора вследствие зависимости скорости распространения ПАВ под встречно-штырьевым преобразователем от степени шунтирования его электрической нагрузкой (рис.2).

Основные параметры резонаторов на ПАВ – добротность (достигает десятков тысяч), рабочая частота (30 МГц – 1ГГц), долговременная стабильность и термостабильность приближаются к соответствующим параметрам объемных кварцевых резонаторов.

Выделяют многосекционные резонаторы на ПАВ, в которых связь между отдельными секциями осуществляется различными путями: использованием широкоапертурных встречно-штырьевых преобразователей или многополосковых ответвителей; изменением траектории распространения ПАВ. Многосекционные резонаторы на ПАВ обладают лучшими параметрами по сравнению с односекционными резонаторами на ПАВ.

Резонаторы на ПАВ применяют в качестве узкополосных электрических фильтров (например, в радиоприемных устройствах), а также вводят в контур электрических генераторов для стабилизации их частоты.

Вернуться к содержанию