ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Возбуждение и детектирование поверхностных волн. Встречно из "Введение в физическую акустику " Прежде чем переходить к более подробному изложению, перечислим основные достижения акустоэлектроники на настоящий момент. Среди устройств обработки сигналов прежде всего следует назвать полосовые фильтры промежуточных частот на ПАВ. Благодаря возможности получения практически любой частотной характеристики в рамках одноступенчатого технологического процесса миниатюрные фильтры на ПАВ быстро завоевали популярность среди разработчиков радиоаппаратуры и заняли видное место в радиолокационных системах, вычислительной технике, телевидении и т. д. Другими важными устройствами стали резонаторы и резонаторные фильтры на ПАВ, позволившие поднять уровень рабочих частот стабилизированных ими генераторов до гигагерцевого диапазона. Заметную роль в аппаратуре специального назначения играют согласованные фильтры на ПАВ для баркеров-ских сигналов, иначе называемые устройствами кодирования и декодирования. Широко развились и интегральные аналоги традиционных ультразвуковых линий задержки — линии задержки на ПАВ. Использование ПАВ позволило довольно просто реализовать так называемые искусственные дисперсионные структуры с любым законом дисперсии, которые сейчас с успехом используются при создании согласованных фильтров для частотно-модулированных сигналов, так называемых фильтров сжатия импульсов. [c.306] Все перечисленные устройства просты в исполнении и, следовательно, достаточно надежны. Их основными элементами являются тонкие металлические электроды, нанесенные на гладкую поверхность пьезоэлектриков и в некоторых случаях рассеиЕ ощие неоднородности типа канавок, вытравленных на той же рабочей поверхности кристалла. В соответствии с терминологией, принятой в электронике, такие устройства часто называют пассивными. К активным относятся устройства усиления ультразвуковых волн, в том числе и ПАВ, за счет передачи энергии дрейфующих электронов волне, различные устройства, использующие параметрическую накачку, генераторы и т. д. В особую группу объединяются устройства, принцип действия которых основан на нелинейном взаимодействии-Волн между собой или с электрическими, магнитными и механическими полями. Сюда относятся устройства свертки и корреляции, записи и считывания оптических и акустических изображений, различного вида датчики давления, электрического и магнитного полей, акустические модуляторы лазерных пучков ) и т. д. [c.306] Следует отметить, что далеко не все возможности акустоэлектроники в полной мере реализованы. В частности, усилители, использующие взаимодействие звука с электронами (благодаря такого рода взаимодействию возник сам термин акустоэлектроника ), пока уступают по своим показателям устройствам на интегральных микросхемах. Устройства нелинейной обработки сигналов также нуждаются в совершенствовании. Но если говорить об акустоэлектронике в целом, то можно не сомневаться, что уже сейчас она занимает видное место в современной радиофизике и физике твердого тела. В следующих параграфах, в значительной степени посвященных прикладным вопросам, мы обсудим физические основы функционирования главных структурных элементов и поясним принципы действия основных акустоэлектронных устройств. [c.307] В устройствах на ПАВ, ис- вателями. [c.307] Относительная полоса пропускания по уровню 3 дБ при этом определяется выражением 2Лсо/сОо 1/А/, а добротность С ак Ы. [c.308] Теории ВШП посвящено большое число работ, многие из которых отражены в монографиях [8—14, 22]. Мы ограничимся лишь кратким качественным обсуждением этого вопроса. [c.309] Сравнивая выражения (2,3) — (2.5), нетрудно получить следующее полезное соотношение Kш s/ ( s+ o). [c.309] Для обеспечения полного преобразования мощности электрического сигнала, поступающего от генератора, в мощность излучаемых акустических волн, необходимо осуществить электрическое согласование ВШП с внутренним сопротивлением генератора в роли которого обычно выступает коаксиальная линия передачи с волновым сопротивлением 50 Ом. Для этого нужно удовлетворить известному равенству = что можно сделать, например, за счет изменения величин Ь и Ы, и компенсировать статическую емкость Со включаемой параллельно или последовательно с ВШП внешней индуктивностью о- При выполнении указанных условий эффективность преобразования т], определяемая как отношение мощности возбуждаемых акустических волн к подводимой на ВШП электрической мощности Р ,, в принципе может достигать единицы. [c.309] Здесь В (Пт) — безразмерная функция от Пт, имеющая максимум, равный четырем, при Пт=И2, и обращающаяся в нуль при 1/т=0 и /, т=1. Из выражения (2.6) следует, что в рассмотренном приближении 1) не зависит ни от R , ни от длины электродов Ь, и для получения достаточно эффективного преобразования необходимо только увеличивать значение N. [c.311] Технология нанесения встречно-штыревых преобразователей на поверхность обычно опирается на фотолитографические методы. Место расположения преобразователя вначале покрывается тонкой металлической пленкой (например, путем вакуумного напыления). Затем на пленку наносится фоторезист, на который через фотомаску экспонируется рельеф преобразователя. После этого в результате травления получается нужная структура. С помощью оптических методов засветки фоторезиста удается получить минимальную ширину штырей 1 мкм (ограничение за счет дифракционных искажений), что соответствует основной частоте ВШП порядка 1—2 ГГц. Для изготовления более высокочастотных преобразователей пригодны методы электронной или рентгенолито графин. [c.311] Сказанное относилось к возбуждению и приему ПАВ непосредственно на поверхности пьезоэлектрического звукопровода, являющегося одновременно и средой распространения волны, и устройством преобразования электрической энергии в механическую. Именно этот способ из-за своей высокой технологичности и возможности построения планарных устройств получил наибольшее распространение в акустоэлектронике. В ряде случаев, однако, использование дорогостоящих пьезокристаллов нецелесообразно и необходимы (особенно в исследовательских целях) другие методы возбуждения высокочастотных поверхностных волн. [c.311] Вернуться к основной статье