Резонаторный фильтр на поверхностных акустических волнах

 

1. РЕЗОНАТОРНЫЙ ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНСЮТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (ПАВ), соцержащий звукопровоц , на поверхности которого в оцном акустическом канапе расположены аве отражательные структуры из перирцически распопоженны с отражательные эл&ментов , вхоаной и выкоцной встречноштыревые преобразователи (ВШП), о тпи чающийся тем, что, с целью . повышения избирательности за счет устранения нежелательных полос пропускания. в него ввецено ( П + 1) аопопнитепьиьтх встречно-штыревых, прёофазоватепей расположенных на поверхноств aeyittxipoвоца в том же aKycTiPiepROM канапе, гце п -число пар нежелатеаьга х полос пропускания п фазоврапШтелей, вхоцы которых соединены с оцним ид xpiaJbfflx аополнитепьных ВШП, a выхоа кажаого из них соеаннен с соответствующим ао попнитепьным ВШП, при этом расстояние между центром наружного штыря-каждого допопнитепьного ВШП и ближайшим к нему отражательным элементом выбр, но Из условия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЯЬЛИН. 0Ф (10

3 9 И 03 Н 9/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

3 по делАм иэОБРетений и. ОткРытий (Р у л/

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1(+1)вЂ

2 при 9=0, 1<+ — ).— ри 4 - Х

1 Л

2/ 2

3 (21) 3460179/18-23 (22) 25.06.82 (46) 15.11.83, Бюп.. % 42 (72) А. Н. Бупюк, Ю. В. Гупяев, А. М. Кмита, А. П. Кунцин и О. А. Мапьпев (71) Орцена Труцового Красного Знамени институт рациотехники и эпектроники

АН СССР (53) 621.372.54 (088.8) (56) 1. Речицкий В. И.. Акустоэпект ронные.рациокомпоненты. М., Советское рацио, 1900, с. 94-95.

2. Патент Франции ¹ 2299764, кп. Н 03 Н 3/64, .опубпик. 1976. (54) (57) 1. РЕЗОНАТОРНЫЯ ФИЛЬТР

HA ПОВЕРХНОСТНЪ|Х АКУСТИЧЕСКИХ

ВОЛНАХ (ПАВ), соцержащий звукопровоц, на поверхности которого в оцном акустическом канапе распопожены цве отражатепьные структуры из периоцически распопоженных отражатепьных эпементов, вхоцной и выхоцной встречноштыревые преобразоватепи (ВШП), о т ° п и ч а ю шийся тем,. что, с пепью повышения избирательности за счет устра пения нежепатепьиых попос пропускания, в него ввецено (0 + 1) цопопнитепьных встречно-штыревых преобраэоватепей распопоженных ив поверхности звукойровоца в том же акустическом канапе, гце л -чиспо нар нежепатейьных понос пропускания 1и и фазовращатепей, вхоцы которых соецинены с оцним из крайних цопоцнитепьных ВШП, а выхоц кажцого из них соецинен с соответствующим. цо попнитепьным ВШП, при этом расстояние межцу центром наружного штыря; кажцого цопопнитепьного ВШП и бпижайшим к нему отражатепьным эпементом выбра но из усповия гце К б, l, 2, . . ., 3 - цпина ПАВ на пентрацьной частоте фипьтра; . (— фаза отражения от отражатепьной структуры.

2. Фипьтрпоп. 1, от пичаюшийся тем, что межцу выхоцом кажцого фазовращатепя и соответствующим цопопнитепьным ВШП вкпючен усипи тепьный эпемент.

1 10548

Изобретение относится к рациоэпектро1

I нике и может испопьзоваться в акустоэпектроннык устройствах секции часть ты.

Известны фипьтры на поверхностных акустических вопнак (ПАВ), соцержащие эвукопровоц, на поверхности которого распопожены вкоцной и выкоцной встречно штыревые преобразоватепи 1 .

Нецостатиом таких фнпьтров явпяеъ- 10 ся невозможность реапизации узкик понос . пропускания, менее цопей процента от эна1 чения рабочей (центрапьной) частоты.

Наибопее бпизким к прецпоженному явпяется реэонаторный фипьтр на ПАВ, 15 соцержащий звукопровоц, на поверхности которого в оцном акустическом канапе распопожены цве Ьтражатепьные структу-. ры из периоцическн распопоженных отражатепьнык эпементов, вкоцной и выхоц- 20 ной встречно -штыревые преобразоватепн (ВШП) С2 1 °

Уменьшение поносы пропускания в таком фипьтре цостигается увепичением расстояния межцу отражатепьными струк-. 25 турами. Оцнако при этом в поносе частот отражения отражатепьнык структур наряцу с основной попосой пропускания проявпяются нежепатепьные (цопопнйтепьные) попосы пропускания, что укуцшает избиратепьные характеристики фипьтра.

Цепью изобретения явпяется повышение избирательности фипьтра за счет устране ния нежепатепьных Hotloc пропускания.

Цепь цостигается тем, что в реэонай торный фипьтр на ПАВ, соцержащий звуко

35 провоц, иа поверхности которого в оцном акустическом канапе расцоцожены цве отражатепьные структуры из периоцически распопоженнык отражатепьных эпементов, вкоцной и выкоцной ВШП, въецено (и+1) цопопнитепьнык ВШП, распопоженнык на поверхности звукопровоца в том же акустическом канапе,гце p - чиспо пар йежецатепьнык попос пропускания, и и фаэовращатепей, вкоцы которык соецинео ны с оцним иэ крайних цопопнитепьнык

ВШП, а. выкоц кажцого из них соецинен с соответствующим цопопнитепьным ВШП, при этом расстояние межцу центром наружного штыря кажцого цопопнитепьного

ВШП и бпижайшим к нему отражатепьным эпементом выбрано из усповия. (К + 1) при O --О

1 1 Л К+ — — snip Ч1 = Ti

212

55 гце К = О, 1, 2, .

- цпина ПАВ на центрапьной частоте фипьтра;

87 1

Я - фаза отражении от отражатепьной структуры.

В реэонаторном фипьтре межцу выхо цом кажцого фазовращатепя и соответ ствующим цопопнитепьным. ВШП может быть . вкпючен усипитепьный эпемент.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты конструктивного выполнения прецпоженного резонаторного фипьтра.

Прецпоженный реэонаторный фипьтр, (фиг. 1) соцержит звукопровоц 1, на по веркности которого распопожены цве отражатепьные структуры 2 и 3, В оцном акустическом канапе с ними распопожены вкоцной 4 н выкоцной 5. ВШП ПАВ. Межцу отражатепьными структурами 2 и 3 распопожены цопопнитепьные ВШП 6 и 7 ПАВ, соециненные межцу собой эпекЬрической цепью, соцержащей фазовраща тепь 8. Расстояние от центра наружного штыря кажцого из цопоцнитепьнык

ВШП 6 и 7 цо бпижайшего эпемента отражатепьной структуры 2 и 3 зависит от фазы М отражения ПАВ от отражатепьной структуры, которая равна нупю при выпопнении отражатепьной структуры, например, в вице канавок ипи разомкнутых апюминиевых попосок HB ниобате пития и равна Т, еспи отражатепьные структуры выпопнены, например, в вице короткозамкнутых апюминиевык попосок на ниобате пития и кварце Jl - среза ипи в вице выступов. Соответственно эти

4 расстояния в первом спучае равны (1+1) а ВО втором спучае - (k + — Z I, где

Ф

К 0,-1 2,... Л - цйина ПАВ

2 на центрапьной частоте фипьтра. Еспн структуры 2 и 3 выпопиены в вице кана . вок, то эти расстояния равны (. k Wj + И (, kgb+ +) ф

1 2

На фиг. 2 привецен вариант конструи " тивного вйпопнения резонаторного фипьт- ра, в котором HB поверхности звукопровоца распопожено четыре цопопнитепь ных ВШП 6е 7,9 и 10;1крайние из которых 6 и 7 размещены в эффективных центрах отражения отражатепьных струк тур, т. е. расстояние межцу ними равно " фф гце 4, - расстояние межцу краями отражатепьнык структур;, 4 цпина проникновения ПАВ в кажцую отражатепьную структуру.

С оцним иэ крайник цопопнитепьных

ВШП 6 соецинены паранпепьно включенные вкоцы фазовращатепей 8, 11 и 12, выкоцы которых через соответствующие усипитепьные эпементы 13 14 и 15

3 -10548 соецинены с соответствующими цополнитепьными ВШП 7, 9 и 10, Отражательные структуры 2 и 3 в фильтре (фиг. 2) выполнены в вице разомкнутых провоцяUtttK ttoIIocoK, нвнесеннык на поцложку ннобвта лития. Фаза отраженного вкусти ческого сигнала от края элементов этик отражательных структур равна Я, сле цовательно, упомянутые расстояния в ценном случае равны (1(Ф ) 2 и .1

:от у ооотеетотвееео й3йопйетепь Я ные 9 и, 10 расположены таким образом, что центры их штырей иахоцятся в пучностяк стоячей ffAB;Ha рабочей частоте фильтра..

Прецпоженный резонаторный фильтр, работает слецующим образом.

Вхоцной ВШП 4 (фиг. 1) возбужцвет на рабочей частоте фильтра на поверх,ности . звукопровоца 1 ПАВ, которая, распространяясье постигает отражатепьнык структур 2 и 3 н без изменения. фазы отражается от кажцого элемента этик структур. Конструкцию и взаимное расположение отражательных структур 2 и 3 опРецелЯют как полосУ частотЬ о р, эффективно отражающихся от отражатель ных структур, твк и полосу пропускания резонаторного фильтра ЬК, причем

Р f py р МДЮ

Йа - практике рвспрецепейную отража тельную структуру обычно рассматривают квк сосрецоточенную, место распо».поженян которой принято называть эффек» тивным центром отражения. При этом на рабочей частоте фильтра в промежутке З5 межцу эффективными центрами отражения образуется полуволн стоячей ПАВ, гце ЭФФ Выкоцной ВШП 5, распо2L

jh .поженный вблизи оцной из пучностей стоя.4О чей ПАВ, преобразует энергию принятой

ПАВ в выхоцной электрический сигнал.

Центры наружных штырей цополнитепьно, го ВШП 6 расположены на расстоянии (Ф +- 1-) от ближайшего элемента от- 45

1 2 2 ражательной структуры 2, т. е. накоцаъся в пучностях стоячей ПАВ. Часть энергии ПАВ, .принятой цополнитепьным ВШП 6, преобразуется в электрический сигнал, который через фазовращатель 8 посту- 50 пает на цополнительный ВШП 7 и возбужцает на поверкности звукопровоца 1 цо»попнительную ПАВ. Центры наружных штырей цополнительного ВШП 7 располо жены на расстоянии 2+ — J — от ближай11 il 55

212 шаго элемента - отражательйой структуры 3,, т. е. накоцятся также в пучностяк стоячей ПАВ;

87 4

Таким образом, если фазовращатепь 8 не вносит цополнительного сцвига фазы в электрический сигнал, перецвввемый от

ВШП 6 к ВШП 7, то фаза ПАВ; возбуж цаемой этим сигналом, совпацает с фа зой стоячей ПАВ и проискоцит синфвзное сложение ПАВ. Ближайшие к рабочей частоте резонвторного фильтра нежелательные цополнительные полосы пропус» калия отстоят от центральной частоты

Ч

ss веппчину УЕ= — i гь„, гце V - скорость ПАВ.

Физически это объясняется тем, что нв цпине („ уклацывается (гп 7 1 ) полуволн. При этом цопопнитепьные ВШП 6 и 7 оказываются сцвинутыми цруг цругв на величину, близкую к 3 . Так как фаза электрического сигнала, тперецанного от цопопнительного ВШП 6 на цопопнитепьный ВШП 7 не меняется, тс цопопнительная ПАВ, возбужценная цополнительным ВШП 7, частично компенсирует основную ПАВ. Бпагоцвря эт . му суммарная амплнтуца стоячей ПАВ на частотах цополнительных полос умень шается. Фазоврвщвтель 8 служит цля регулировки сцвигв фаз межцу электричеюким и акустическим сигналами в месте расположения цопопнитепьного ВШП 7.

При разности фаз равной Tf суммарная амплитуца стоячей ПАВ на частотах цополнительнык полос буцет минималь ной. На основной частоте фильтра суммарная амп литуцв стоячей ПАВ практически не изменится.

Фильтр (фиг. 2) позволяет с помощью пар цополнитепьных ВШП 6 и 7, 6 и

10, 6 и 9 устранять цополнитепьные полосы пропусквния, отстоящие от центральной частоты на + d"У, fgdЯ tt+3Ef.

Дополнительные ВШП 6 и 7 разнесены цруг от цруга на величину.Лэфф, т. е. цополнитепьные полосы пропускания, ов стоящие от центральной частоты на ве

: личину + д"Х; устраняются наиболее эффек». ,тивно. В этом фильтре фвзв отранйнпя ПАВ от отражательных структур равна У1

ВШП 6 и 7,расположенные от отражатель нык структур нв расстояниях (3+2) и

Д(к + — ) соответственно накоцятся в

2 2

I пучностях стоячей ПАВ. Фазовращатепи 8, 11 и 12. выполняют ту же функцию, что и фазовращатель 8 в фильтре На фиг. 1, т. е. реализуют сцвиги фаз межцу стоячей ПАВ в местах расположения Itottott нитепьных ВШП 7, 9 и 10 и цопопнитепь ными ПАВ, возбужценными этими цопвп ннтепьными ВШП, равные У . Коэффи

Ф 1084887 б циент усипения кажцого уснпнтепьного фипьтра усипитепей, кроме того, привоант епемента 13, 14 н 15 выбирается таким, к увепичению амппитуцы снгнапа íà ос чтобы амппитупа цопопнительной ПАВ, новной частоте фипьтра, принятого выхоцвоабужценной цонопнитепьным ВШП 7,. ным ВШП 5,.:который в нанном ва9 и 10, равняпась амлпнтупе стоячей 5 рианте, «ак и вхоцной ВШП 4, размещен

ПАВ на частотах, попопнитепьных попях между отражатепьными структурами 2 в месте раснопожения соответствующего и 3 и краями звукопровопа 1. цонопнитепьного ВШП. При этом происхо- Прецпоженный фипьтр обеспечивает по пит попная компенсация попопнитепьных вышение иебиратепьности аа счет устраканапов приема. Ввецение в конструкнию ® пения нежепатепьных нопос пропускания.

7.1

1054887

Составитепь В. Банков

Рецактор М. Дыпын Техреду С".Ми нова Корректор,А. Лзятко

Заказ 9118/57 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц Ф5

Фипиап ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4