Линия задержки на поверхностных акустических волнах

 

ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ,содержащая пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которогр расположены излучающий и приемный преобразователи и размещенная между ними пленочная структура, о тли ч а ю щ а я с я тем, ч,то, с целью расширения динамического диапазона, пленочная структура выполнена из слоя диэлектрика и расположенного поверх него слоя проводника, при этом толщина слоя диэлектрика t, и толщина слоя проводника hf, выбраны из условия „„.|JL,,0.|, Ч , где . и е., диэлектрическая проницаемость слоя диэлектрика и материала звукопровода соответственно ; , . скорост ь по верх ноет ной V акустической волны; р f.. и f , нижняя и верхняя.часто-Ш ты сорт&е-вственно поло (Л сы пропускания линии задержки; : Л длина поверхностной .: акустической волны. : . - -С

„„SU„„1050096 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ДО Н 03 Н 9 42 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р г. I о !

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ (21) 3424678/18-23 (22) 19. 04. 82 (46) 23.10.83. Бюл. ЛФ 39 (72) N.K. Áàëàêèðåâ, A.Ë.Белостоцкий и Л.A.Ôåäþõaí (71) Институт физики полупроводников

Сибирского отделения AH СССР (53) 621.374.55(088 ° 8) (56) 1. Заявка Японии. Р. 55-29614, кл. 98,(3 )A8, опублик; 1980.

2. Патент CldA Р 3795879, кл. 333-72, опублик. 1979 (прототип). (54) (57) ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ HA НОВЕРХ-, НОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ,,содержащая пьезоэлектрический эвукойровод, на поверхности которого расположены излучающий и приемный преобразрватели и размещенная между. ними пленочная структура, отличающаяся тем, что, с .целью раощирения динамического диапазона, пленочная структура, выполнена иэ.слоя диэлектрика и .расположенного поверх. него слоя проводника, при этом толщина слоя диэлектрика h+ н толщина слоя проводника h выбраны из условия

0,05 — — < Ъ,А(бй25 Е 3 н

Ь,„+Ъ„СО Л, где .Е и Е - диэлектрическая проницаемость слоя диэлектрика и материала звукопровода соответственно;

U - скорость поверхностной акустической волны; и Е - нижняя и верхняя. часто-Я н Ь ты соответственно полосы ропускания линии задержки х - панна поверхностной .. С акустической волны.

1050095

ЕА V (К2В,.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в устройствах обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ ).

Известна линия задержки.(JIB ) на 5

IIAB, содержащая пьезоэлектрический звукопровод и расположенные на его поверхности излучающий и приемный встречно-штыревые преобразователи f1).

Недостатками этой линии задержки 10 являются значительные искажения сигнала при дисперсионной обработке и малый динамический диапазон.

Наиболее .близкой к изобретению является ЛЗ íà IIAB, содержащая пьезо- 5 электрический звукопровод, на поверхности которого расположены излучающий и приемный преобразователи и размещенная между ними пленочная структура. В этой ЛЗ пленочная структура выполнена однослойной из материала, обладающего дисперсией скорости распространения ПАВ 2 j.

Недостатком известной ЛЗ является небольшой динамический диапазон.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона.

Эта цель. достигается тем, что в

ЛЗ на ПАВ, содержащей пьезоэлектрический эвукопровод, на поверхности которого расположены излучающий и приемный преобразователи и размещенная между ними пленочная структура, пленочная структура выполнена из слоя диэлектрика и расположенно- . го поверх него слоя проводника, Ç5 при этом толщина слоя диэлектрика и толщина слоя проводника Ъ „ вйбра ны и з у слов ия

ЕА V. KA /

0(0f — — (9 с 0,25 — — i Ъ н 4 Ъ в

h +Ъ„ао д, где Я и Š— диэлектрические проницаемости слоя ди-.

3 электрика и материа- 45 ла звукопровода соответственно;

Ч - скорость IIAB; и У - нижняя и верхняя

Н Ь частоты соответственно полосы пропускания ЛЗ; — длина IIAB.

На чертеже показана конструкция предложенной ЛЗ..

Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, пленочную структуру, состо-. ящую иэ слоя диэлектрика 4 и слоя проводника 5. 60

Радиочастотный сигнал, поступающий на излучающий преобразователь 2, трансформируется в IIAB, которая распространяется по поверхности звукопровода 1 и на приемном преобразова- 65 теле 3 трансформируется в радиочастотный сигнал. При этом слоистая структура 4 и 5, выполненная на.зву,„копроводе между преобразователями, создает дисперсию для распространяющихся ПАВ, которая препятствует развитию нелинейных эффектов. В такой системе возникающие гармоники IIAB сначала нарастают по амплитуде, а потом убывают до нуля, возвращая при этом энергию волне основной частоты.

Этот процесс периодически повторяется. Чем больше дисперсия,.тем короче участок звукопровода, на котором нарастает амплитуда гармоник, и тем меньше максимальная амплитуда гармо- . ник. Таким образом,. рост амплитуды гармоник ограничен, а Следовательно, ограничены нелинейные искажения сигнала и его затухание, связанное с перекачкой энергии. вверх по спектру.

Выбор толщины диэлектрика в соответ-. ствии с указанным выше. условием обеспечивает максимальную дисперсию в полосе ЛЗ.

Для узкополосных линий задержки толщину слоя диэлектрика целесообразно определять по формуле где К -. коэффициент электромеханической связи;, центральная частота ЛЗ; ь - время задержки и — целое положительное число, причем и выбирают таким, чтобы выполнялось условие

Ел о

0,05 С Е Ч. 4 (0,25

А

Выбор толщинь диэлектрика по этой формуле позволяет, кроме максимальной дисперсии, обеспечить;минимальный уровень второй гармоники на приемном преобразователе, т.е. минимальный уровень нелинейных искажений.

Толщина слоя проводника должна обеспечивать достаточную его .проводимость и может быть весьма малой.

При использовании алюминия достаточен слой толщиной 0,01 мкм. Верхний предел толщины слоя проводника определяется ограничением на суммарную толщину двухслойной структуры.

Дисперсия в предложенной ЛЗ невелика, время задержки весьма слабо зависит от частоты. Так, например, для ЛЗ на звукопроводе из ниобата лития, имеющей полосу пропускания

50Ъ, изменение времени задержки †Ас не превышает 0,15%. В большинстве случаев такой зазисимостью времени задержки от частоты можно пренебречь.

Для узкополосных ЛЗ наличие такой дисперсии вообще несущественно.

1050096

Составитель В.Банков

Редактор Т.Кугрышева Техред И.Метелева Корректор.я.Ференц

Заказ 8450/55 Гираж 936 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

ЛЗ, выполненная на эвукопроводе из ниобата лития — среза, рассчитанная на частоту 86 мГц и время задержки 10 мин и содержащая двухслойную пленочную структуру иэ слоя диэлектрика (М ) толщиной 0,09мкм 5 и слоя проводи ик а (3 В ) толщиной

0,04 мкм, имеет динамический диапазон более чем на 12 дБ, больший по сравнению с аналогичной ЛЗ беэ такой пленочной. структуры.

По сравнению с известными предложенная ЛЗ на IIAB Позволяет производить обработку радиочастотных сигналов в значительно более широком диапазоне их амплитуд, обеспечивая при этом малые искажения обрабатываемых сигналов.