Регулируемое акустоэлектронное устройство

 

Изобретение относится к радиоэлектронике , в частности к акустоэлектронике. Целью .изобретения является повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения регулируемого параметра. Регулируемое акустоэлектронное устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, выполненный из полидоменного монокристалла молибдата гадолиния в виде пластин полярного среза, содержащей по крайней мере один полосовой домен 2, ог12 раниченный двумя плоскими доменными границами 3, 4, основные входной и выходной преобразователи 5. 6 акустических волн, размещенные на звукопроводе. 1 в основном акустическом канале, вспомогательные входной и выходной преобразователи 7, 8 поверхностных акустических волн (ПАВ), размещенные во вспомогателсном акустическом канале, управляющие электроды 9, расположенные на противолежащих полярных гранях звукопровода 1 в области размещения по крайней мере одной плоской доменной границы полосового домена, диапазон изменения ширины которого вдоль акустической оси основного акустического канала определяется геометрической протяженностью управляющих электродов в этом направлении, подсоединенных к регулируемому: источнику электрического напряжения 10, вход которого через блок 1 формирования сигнала управления соединен с выходным преобразователем 8 вспомогательного канала, входной преобразователь которого соединен е опорным генератором 12. Приведено соотношение апертуры входного преобразователя ПАВ и расстояния между входным и выходным предбоазователями ПАВ. 2 ил. 00 NX s Nf -4j0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isles H 03 Н 9/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869792/22 (22) 01.10.90 (46) 07.06.93, Бюл. ЬЬ 21 . (71) Центральное конструкторское бюро

"Алмаз" и М сковекий инженерно-физический институт (72) В.А.Осипов, А.Н.Алексеев и Д.Ю,Горшков (56) Handbook on the Physics ynd Chemistry

of Rave Earths, edited by К,А.Gschnelder, Sr.

and LEyrlng. - North-Holland Publlsching

Company, 1979.

1.А.Colden, R.À Lemons, А.М.Glass and

W.А;Bovner, AppL Phys. Lett, 30, 506, 1977. (54) РЕГУЛИРУЕМОЕ АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронике.

Целью изобретения является повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения регулируемого параметра;

Регулируемое акустоэлектронное устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, выполненный из полидоменного монокристалла молибдата гадолиния в виде пластин полярного среза, содержащей по крайней мере один полосовой домен 2, or„„ Ж„„1820479 А1 раниченный двумя плоскими доменными границами 3, 4, основные входной и выходной преобразователи 5, б акустических волн, размещенные на звукопроводе,1 в основном акустическом канале, вспомогательные входной и выходной преобразователи

7, 8 поверхностных акустических волн (ПАВ), размещенные во вспомогательном акустическом канале, управляющие электроды 9, расположенные на противолежащих полярных гранях звукопровода 1 в области размещения по крайней мере одной плоской доменной,границы полосового домена, диапазон изменения ширины которого вдоль акустической оси основного акустического канала определяется геометрической протяженностью управляющих электродов в этом направлении, подвоединенных к регулируемому источйику электрического ка- пряжения 10, вход которого через блок 11 формирования сигнала управления соединен с выходным преобразователем 8 вспомогательного канала, входной преобразователь которого соединен с опорным генератором 12, Приведено соотноше- 00 ние апертуры входного преобразователя Я

ПАВ и расстояния между входным и выход-, (") ным поеобоазователями ПАВ. 2 ил, 1820479

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронике, и может быть использовано в качестве регулируемой линии задержки или регулируемога фазовращателя

Целью изобретения является повышение точности регулирования в широком диапазоне изменения регулируемого параметра.

Сущность изобретения заключается а 10 использовании специфики физических свойств материала звукоправада, изаморф.ного ГМО. Наличие угла между-фаэовой и групповой скоростями ПАВ и в направлении акустической оси вспомогательного акустическога канала, образующей прямой угол с

ПДГ полосового домена, дает возможность осуществить контроль пало>кения ПДГ, расположенной в области размещения управляющих электродов, ва всем ее диапазоне 20 перемещения, определяемом типом регулируемага акустаэлектроннаго устройства.

Для реализации этого входной и выходной преобразователи ПАВ вспомогательного акустического канала размещаются вне аб- 25 ласти изменения ширины полосового доме- на и па разные стороны от ПДГ, расположенной в области размещения управляющих электродов, при этом выходной . преобразователь ПАВ вспомогательного 30 акустического канала выполняется в виде двух секций с одинаковой апертурой, рав- . ной па величине апертуре входного преобразователя ПАВ вспомогательного

35 акустического канала. Контроль положения

ПДГ паласового дамена, расположенной в области размещения управляющих электродов, осуществляемый с использованием цепи отрицательной обратной связи, устанавливает однозначное соответствие 40 между информационным параметрам и сигкалом управления, что и обеспечивает повышение точности регулирования информационного параметров в широком . диапазоне ега изменения, ограниченным 45 .практически лишь физическими размерами звукаправада.

На фиг.1 и 2 представлены два варианта конструктивного выполнения регулируемога акустаэлектраннага устройства: для слу-. чая ПАВ (фиг.1) и для случая 0АВ (фиг.2).

Регулируемое акустоэлектроннае устройство содержит пьезоэлектрический звукапровад 1, выполненный из полидоменнаго манакристалла ГМО в виде 55 пластины полярного среза, содержащей, по крайней мере, один паласовой дамен 2, ограниченный двумя ПДГ: подвижной ПДГ 3 и неподвижной ПДГ 4, входной 5 и выходной б преобразователи акустических волн, размещенные на поверхности звукоНровода 1 и образующие основной акустический канал, входной 7 и выходной преобразователи

8 ПАВ, размещенные на поверхности звукопровода 1 по разные стороны от ПДГ 3,. образующие вспомогательный акустический канал, акустическая ось которого расположены перпендикулярно ПДГ полосового домена 2. На противолежащих гранях эвукопровода 1 в области размещения ПДГ 3 полосового домена 2 расположены управляющие электроды 9, геометрический размер которых вдоль акустической оси вспомогательного акустического канала соответствует диапазону изменения ширины полосового домена 2 в указанном направлении. Управляющие электроды 9 соединены с выходом регулируемого источника напряжения 10, который через блок формирования сигнала управле- . ния 11 соединен с выходным преобразователем 8 ПАВ вспомогательного акустического канала, а входной преобразователь 7 ПАВ вспомогательного канала соединен с генератором опорного сигнала 12, Входной 7 и выходной 8 преобразователи

ПАВ вспомогательного акустического канала расположены вне области изменения ширины полосового домена 2. Выходной преобразователь 8 вспомогательного канала выполнен в виде двух секций с равной апертурой. величины апертур которых вы- браны равными апертуре входного преобразователя 7 ПАВ вспомогательного акустического канала, а расстояния между соответственно входным 7 и выходным 8 преобразователями ПАВ вспомогательного акустического канала и ближайшим к нему краем управляющего электрода выбраны одинаковыми и в соответствии с выражением. . Следует отметить, что представленные на фиг.1 и 2 варианты выполнения устройства не являются единственна возможными.

Выполнение ПДГ неподвижной может быть осуществлено, в частном случае, локализацией формы управляющих электродов

9, топология которых определяется в общем случае типом регулируемого акустоэлектронного устройства или созданием механических ограничителей 13 (на рис. 1), расположенных, па крайней мере, на одной из полярных гранеи звукопровода 1, или каким-нибудь другими способами, создающими в зоне расположения ПДГ 4 область физической неоднородности, препятствующую изменению заданного расположения

ПДГ 4, например, за счет локального облучения звукопровода, создающего в нем об1820479 ласть с повышенной концентрацией дефектов кристаллической структуры.

Регулируемое акустоэлектронное устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал, подводимый к входному преобразователю 5 основного акустического канала. возбуждает акустическую волну, распространяющуюся по эвукопроводу 1. Акустический поток входного преобразователя 5 пересекает расположенный в акустическом канале полосовой домен 2 и поступает на выходной преобразователь 6. Здесь осуществляется обратное преобразование акустической волны в электрический сигнал. Регулирование выходного параметра, например, времени задержки, осуществляется подачей электрического напряжения соответствующей полярности с регулируемого источника электрическог0 напряжения 10 на управляющие электооаы 9. Приложение к управляющим элелтродам 9 электрического напряжения, превышающего по величине некоторое, характерное для матЕриала звукопровода 1, коэрцитивное значение, сопровождается перемещением ПДГ 3, расположенной в области размещения управляющих электродов 9. Направление перемещения ПДГ 3 однозначно определяется полярностью приложенного напряжения, При этом ПДГ 3 перемещается параллельно самой себе на расстояние, пропорциональное величине и времени приложения напряжения на управляющие электроды 9. Изменение положения ПДГ 3 изменяет и ширину полосового домена 2, а так как скорость распространения ПАВ (на фиг.1), квазисдвиговой и квазипродольных мод OAB (на табл.2) по разные стороны ПДГ

3, различны, то изменяется и время выдержки выходного сигнала.

Достижение заданной величины регули-, руемого параметра в регулируемом акустозлектронном устройстве осуществляется с использованием отрицательной обратной связи по изменению ширины полосового домена 2 за счет изменения положения ПДГ3.

Цепь обратной связи образована входным и выходным 8 преобразователями ПАВ, образующими вспомогательный акустический канал, блоком формирования сигнала управления 11, генератором опорного сигнала

12 и регулируемым источником электрического напряжения 10.

Функционирование цепи обратной связи осуществляется следующим образом.

Сигнал с выхода опорного генератора 12 поступает на входной преобразователь 7

IlA8. ПАВ, возбуждаемая входным преобразователем 7 RAB. Распространяется по зву20

35 Перемещение ПДГ 3 в пределах области расположения управляющих электродов 9 . вызывает отклонение (сканирование) аку40

5

1 5 копроводу 1 и поступает на выходной преобразователь 8 ПАВ. Сигнал с выходного преобразователя 8 ПАВ поступает на вход блока формирования сигнала управления

11, вырабатывающего управляющий сигнал в соответствии со значением амплитуды входного сигнала для регулируемого источ-ника электрического напряжения 10.

Входной 7 и выходной 8 преобразователи ПАВ образуют. вспомогательный акустический канал, размещенный на поверхности эвукопровода таким образом, что его акустическая ось перпендикулярна ПДГ 3 и 4 половового домена 2. Расположение вспомогательного канала в направлении (110) обосновано тем, ч-.о в этом случае имеет место максимальное расхождение между. направлениями распространения фазовой и групповой скоростей ПАВ. Расположение входного 7 и выходного 8 преобразователей.

ПАВ по разные стороны от ПДГ 3, располо- женной в области размещения управляющих электродов 9 и вне области ее. перемещения, то есть вне области изменения полосового домена 2, дает возможность установить однозначное соответствие между положением ПДГ 3, то есть значением информационного параметра, например., времени задержки, и значением амплитуды сигнала с выходного преобразователя ПАВ

8. Для этого выходной 8 преобразователь

IlAB выполняется в виде двух секций с одинаковой апертурой, равной значению апертуры входного преобразователя 7 ПАВ стического пучка по апертуре выходного преобразователя 8 ПАВ. На рис.1 показано отклонение точки, расположенной на акустической оси, для текущего положения ПДГ

3. В зависимости от величины отклонения акустического потока он принимается одной из двух или двумя секциями выходного преобразователя 8 ПАВ одновременно. Так как отклонение акустического потока пропорционально величине акустических путей, проходимых ПАВ по доменам различной полярности, разделяемым ПДГ 3, а углы расхождения между фазовой и груп-. повой скоростями IlAB.â этих доменах равны по величине и противоположны по знаку, то следоватеаьно, для получения одинаковых по величине отклонений, соответствующих крайним положениям ПДГ 3, необходимо, чтобы вкустические пути, проходимые AAS по рвэнополярным доменам, были равны и симметричны относительно полярности домене соответственно, что возможно ApN равенстве расстояний между

1820479 м 8 и еоб азователя- ная ось симметрии вспомогательного акувходным 7 и выходным прес разоват г канала асположена перпендими ПАВ и ближайшими к ним краями управ- стического канала расп л кулярно плоским доменным границам ляющ ляю его электрода 9.

Формула изобретения полосового домена, а входнои и выходной

Per лируемое зкустоэлектр ронное уст- 5 преобразователи поверхностных акустичероиство, д р во со е жащее пьезоэлектрическии у ру ских волн вспомогательного акустического л размещены вне области изменения коп ово, выполненный из полидомен- канала звукопр д, в ширины полосового домена и по разные .ного монокристалла молибдата гадолиния в с еза, содержа-::стороны от плоской доменной границы, расвиде пластины полярного среза, содер ей по крайней мере, один полосовой до- 10 положенной в области размещения уп щей по крайнеи ме е, оскими ляющих электродов, при этом выходной м н,. or аниченный двумя плоским преобразователь поверхностных акустичедоме р иными г аницами, основные входнои.и и .ских волн вспомогательного акустического ..выходной преобразователи акустических азмещенные в осн в н щ основном акустиче- сигнала канала выполнен в виде двух секб а- 15 ций с одинаковой апертурой, Каждая секция ском канале, входной и выходной прео рателипове хностныхакустическихволн, подключена к соответствующим входам сумматора, а величины апертур каждой из раз щ ме енные во вспомогательном акустиэтих секций выбраны равными апертуре W ческо м канале, управляющие электроды. в лежа их поляр- входного преобразователя поверхностных лн (ПАВ) вспомогательного ных г анях звукопровода в области разме- 20 акустических волн вспом ных гранях звукопров акустического канала, определяемой выращения по крайней мере, одной плоскои доменной границы полосового домена, диа- жением пазон изменения ширины которого вдоль продольной оси симметрии основного аку- — (W = 2(1 — 2M)tg а, стическо о кого канала, определяется геометри- 25 г е — асстояние между входным и выходческим размером управляющих электродов где — рас

В в этом направлении, подсоединенных к ре- р р ным и еоб азователями ПА вспомогагулиру у емом источнику электри рического на- тельного акустического канала; б . М вЂ” расстояние между соответственно пр и яжения, соединенному через лок и ования сигнала управления с выхо- в у р - 30 ходным и выходным преобразователями формирова р, . ПАВ зтельного акустического канаб м к ним краем управляющих в го с мматора, при этом . вспомог входной преобразователь вспомогательно- лзи лижаиши го ак стического канала соединен с генера- электродов; го аку а — угол между направлениями распротором опорного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с цель, с целью повышения точности 35 странения фазовой и групповой скоростеи

P егулирования в широком диапазоне изме- llAB, ь- 2 нения регулируемого параметра продоль- 9