Акустическая линия задержки. Основные параметры АЛЗ. АЛЗ на объемных акустических волнах

Акустическая линия задержки, линия задержки, действие которой основано на малой скорости распространения акустических волн в твердых телах. Для задержки электромагнитного сигнала его преобразуют в акустический сигнал, который после прохождения по звукопроводу определенной длины вновь преобразуется в электромагнитный. АЛЗ состоит из входного и выходного электроакустических преобразователей и звукопровода. В зависимости от способа включения в электрическую цепь различают АЛЗ, работающие «на проход» и «на отражение». В АЛЗ первого типа входной и выходной преобразователи разделены, в АЛЗ второго типа один и тот же преобразователь работает как входной (в момент подачи на него сигнала) и как выходной. 

Основные параметры АЛЗ. Время задержки t₃  зависит от длины пути, проходимого акустическими волнами в звукопроводе. Рабочая частота f₀ примерно рана резонансной частоте преобразователей. Полоса пропускания Df определяется в основном добротность преобразователей.  В широкополосных АЛЗ Df также от частотной характеристики потерь акустических волн, распространяющихся в звукопроводе. Потери АЛЗ, определяемые коэффициентом D=10 lg W_вх/W_вых, где W_вх и W_вых – мощности сигнала соответственно на входе и выходе АЛЗ, складываются из потерь на двукратное электромеханическое преобразование на входном и выходном преобразователях и потерь при распространении акустических волн в звукопроводе. Уровень ложных сигналов (УЛС) характеризуется отношением амплитуды наибольшего из ложных сигналов к амплитуде задерживаемого сигнала. К ложным относятся все сигналы на выходе АЛЗ, задержка которых отличается от заданной. УЛС зависит от конструктивных особенностей звукопровода. Температурный коэффициент задержки (ТКЗ)  определяется в основном зависимостью скорости распространения акустических волн в звукопроводе от температуры. Максимальная подводимая мощность зависит от электрической прочности материала преобразователя. В зависимости от типа используемых акустических волн различают АЛЗ на объемных и на поверхностных акустических волнах.

АЛЗ на объемных акустических волнах. В таких АЛЗ энергия акустической волны локализуется по сечению звукопорвода, размеры которого существенно превышают длину волны. Время задержки в звукопроводе заданного размера можно увеличить многократным отражением акустических волн от звукопровода. В таких АЛЗ используются либо пленочные преобразователи (например, текстурированные преобразователи на основе CdS, ZnO), либо пластинки пьезокерамики кристаллического кварца или ниобата лития, которые напыляются или закрепляются  (приклеиваются или привариваются с помощью диффузионной сварки) на торцевых поверхностях звукопровода. Для изготовления звукопровода АЛЗ для частот 100-200 МГц используются в основном плавленый кварц  или термостабильное стекло, для частот свыше 200 МГц – кристаллический кварц, рубин или гранат. Условно выделяют три типа АЛЗ на объемных волнах: с фиксированной задержкой (работают «на проход», t₃ 0,1-30 мкс); с длительной задержкой (выполнены в виде многогранного блока с распространением акустических волн между его гранями по ломаной траектории, работают «на проход», t₃ до 5 мс); многоэховые с длительной задержкой (отражающая торцевая поверхность звукопровода выполнена в виде сферы, работают  «на отражение», t₃ до 100 мкс).

АЛЗ на поверхностных акустических волнах. В таких АЛЗ энергия поверхностных акустических волн (ПАВ) локализуется в приповерхностном слое, глубина которого соизмерима с длиной акустической волны. В этом случае используют всторечно-штыревые преобразователи (ВШП), нанесенные на поверхность пластины, которая служит звукопроводом. АЛЗ на ПАВ работают в основном «на проход». Увеличение t₃ достигается использованием так называемых спиральных, или циклических, АЛЗ на ПАВ, в которых звукопровод имеет две скругленные торцевые поверхности, что обеспечивает многократную циркуляцию волн. Широкое распространение получили дисперсионные АЛЗ на ПАВ, которые позволяют относительно просто осуществлять преобразование и обработку сигналов. Эффект дисперсии в них имитируется благодаря разнице в расстояниях между электрическими электродами входного и выходного ВШП (участки ВШП с различным шагом работают на разных частотах). Типичные параметры АЛЗ представлены в таблице.

Акустооптические устройства, устройства, действие которых основано на взаимодействии электромагнитных волн оптического диапазона с акустическими в твердых телах и жидкостях. Действие большинства современных акустооптических устройств основано на использовании дифракции света