Устройство для фазовой модуляции электромагнитных сигналов
О и И С А H И Е Ьзаив
) ЙЗОЕРЕТЕКИЯ (ОФа СОв&тских (-ОЦЯ а)тметй((ЕСКНХ
Р@спубпин (61) Дополнительное к авт. свил-ву
)<<".. K л . (22) Заявлено 13.08.74(2!, 2052420. 18-0&
Н 03 С 3/38 с присоединением заявки !е (23) Приоритет
Государственный комитет
Сонете Министров СССР оо делам нзооретеннй н етнрн!тий (43) Опубликовано25.11.78.Бюллетень М 43 (45) Дата опубликования списания 27, 11.78. (53) УДК 621.376 (088.8 }
К3. В. Гуляев, А, N. К),)ита, A. В. Медведь и В, H. Феg(-000ö () 2) А в т о () ь" изобретения(Ордена Трудового Красного Зна)(енн !(Нститут радиотехники и елек гроники АН СССР
;71) Заявитель (54 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ
ЭЛЕКТРОМАГНИ7, НЫХ СИГНАЛОВ изобретение ОтноситсЯ K ради01 схпике, а именно i(твердотельным устройствам для фазовой мо !(ляции электромагнитны (сигна;1оВ, и может найти применение B различных радиотехнических системах для персдa÷è информации путем измене(!ия фазы сигнала.
Известно )< стРОЙство t.лЯ фазовой 10$ ля пи и 3;IBKTp0) l i) I Ii итн ь(х сН ÃíBëOB, СОдержа1цсе Вып07ненгlыи В Виде и:1аcTины из поляризованной пьезоксрамики звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены входной и выходной электромеханические преобразователи поверхностных акустических волн и управляющий металлический электрод между ними, а на противоположной стороне — второй упра вляющи Й металл ический электрод, размещенный под первым fl).
Однако этому устройству характерна нелинейная зависимость фазы выходного сигнала от величины модулирующего напряжения, необходимость использования высоковольтного источника для управления фазой сигнала и низкие рабочие частоты.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для фазовой модуляции. содержащее выполненныи B виде пластины пьезополунроводнико выЙ зв<) )!IPOB0.1. !Ii .
BCPXfi()c .Tii )1Х BK, i,,И);ОС!.НХ BO(!Н И ОИР1 СР
l c T 0 P o B c !1() д ()
Зто)(у устройств также сьойственны не;! НнсЙность ам плит < дHO-фаЗОВОЙ характсрис. тики и Ограниченный частотный диапазон, 1О вследствие нелинейной зави -è,ìîñòè ВрсВодимости оосдненного слоя барьера Шоттки от величины модулиру!ощего напряжения, а также Взаимной частичной компенсации сдвига фазы выходного сигнала в смежные полупериоды несущей модулирующего напряжспия. Це,7ью изобретения является обеспечение линейной амплитудно-фазовой характеристики и расщирегп(с частогного диапазона модулирующсго сигнала. 2О Достигается это тс:i, что звукопровод BhIHo;lilcH пз пьезодиэлектрпка, на рабочей ПОВ()pXBOCTii КОТОРОГО .:<1Ежд< В. (Одпь!М и ВЫходным элсктромсхани 1ескпми преобразователямии распо io)Kcii<1 периодичсск<(я полупро6)34448 Бодниковая структура с верхним омичс«ким контактом. На чертеже показана конструкция предложенного устройства. Устройство содержит выполненный в виде пластины пьезодиэлектрический звукопровод 1, на рабочей поверхности которого расположены входной электромеханический преобразователь 2 поверхностных акустических волн, периодическая полупроводниковая структура 3 с верхним омическим контактом 4 и выходной электромеханический преобразователь 5. На противоположной поверхности звукопровода под периодической структурой расположен электрод 6. Входной электромеханический преобразователь 2 через клемму 7 соединен с высокочастотным (ВЧ) источником синусоидального напряжения, а выходной пое> образователь 5 через клемму 8 соединен с нагрузкой. 01!ичсскис контакты 4 полупроводниковой структуры 3 включены параллельно и соединены через клемму 9 с источником модулирующего сигнала. При}!Цип действия устроЙства Основан на эффекте изменения фазовой скорости поверхностной акустической волны в с.loHcòoé структуре пьс-зодиэлектрик-полупроводник при протекании поперечного дрейфового тока в полупроводниковой структуре, В 1 синусоидальпый радиосигнал Ic .рез клемму 7 поступает на входной электромеханический преобразователь 2 ". преобраЗУETcH В iloBepYE!ocTHY ю ак> сти еску<0 Вол ll i, распространяюшуюся вблизи пог>ерх}!ости ЗВУ KO!7POBO+2 ПО !1 ан>РЯ13. !(>Е!И!Г) К ВЫ ХО>1 ПОМ, преобразовател!о 5. Распространение акусп<ческой волны в пьезодиэлектрическом ЗвуKUпроводе сопровождается Бозникновеш<см 1<еременных пьезополей, которые проникают в полупроводниковую структуру 3 и вызыва>От ГрчГ1пирОВк) сВОбод>1ых элект<>ОНОВ Б сгустки. Когда модулируюп,ий сигп. 1 )rcóòСТЕЗУЕТ, ЭЛЕКТРОННЫЕ СГУСТКИ H(«КОЛ ЬКO СМСЕцены от пограничной с0 звук(И рОБодом поверхности полупроводниковой структуры. При подаче на клемму 9 модулируfOiue! 0 си! наля в полупроводниковой структуре Возникает поперечный дрсйфовый ток, протекаюгций (ерез верхний омический Kîíòÿêò 4, толщу полупроводниковой структуры 3 и емкость, которую она образует с Нижним электродом б, 3TQT ток в оди}1 п<>лупериод несущей модулирую}пего си}не!Г!2 при кимает электронные сгустки к пограничной со звукопрОВОдом пове})хности полуе!роводн}!ковой структуры, втягивая их в область максимал ьных пьезоэлектри ческих полей. 11ри этом возрастает эффективность экранировки пьезополей свободными электронами, соответственно уменьшается скорость распространения акустической поверхностной волпы и фаза ее испыаывает положительный сдвиг. В другой полупериод несущей ч!Одут!иру)оЕЦ(ГО CH ГН <зла Э!ЗЕКТРОНЕЗЫ(. СГ (ТК>1 СД БИ Га>ОТ ся B гл уоь пол упр овод н ико Бой ст!> 1(гур ы 3 и В Еыходят из иб асти пpoHHKIIoеiеilи я Б:ee П}>ЕЗОПО.<>ЕИ. >ффск! И!3!!OСТЬ .)К-, 21111 .)ОБKИ !iü(.— 30!10.1РЙ своо<>дными э1cKTI)онами пРН э!01 уменьшается, соо)звстственпо скорост} расI1рГ>с Гран(1!èÿ повер ХI!oñòíoè 2 кчстичес>(ÎЙ БО„ Elf>l 2031)астаст, 2 , . ,> СТР2НЕПИЕ 2322:>IEIOII КОМ ПЕН>СБЦИИ СДБИ— Га фаз В сме>к}lые пол чп(риоды Iiec Ецсй ! О модулируюгцегc> сигнала до.тиг2åòñÿ re>i, что полупроводниковая структура выполнена из элементов в виде полосок, 11ри:ем npoc7p2i;cTBeпиый период ее равен отношению скорости распространения поверхностной акустической волны Б звукопроводе к час-! 5 тоте несущей модулирч>о!Цего сигнала. IIpH этом достигается акустический синхронизм между пов:.рхнос! }!ОЙ< - кустиче«кой }и>лной H i!0ilC)E illhl >l ДОЕйфо!3!>i>l 7!»КО>! МО LL ГЕИР>> IO }него сигналя. Действие отделы!ых элемснд) TOB ПОЛ! ПРО !ЗОДНИК(ЭЕЗС) !! СТPY КТУРы ск 1 }1, l>I ББ(тся 13 достиГЯется э<1>фек Ги Бна}l <10.1,>>,.>!Иция фа Bl поверх}!Г>стной< акуст:i>ic«Kой Волн<>1 и .Ери высоки:; часто.гах песуп!Сй мс>дул<Пру>oi >ЕI О < HI Н3Л.>3 I fоверхнос Иая акустическая во.!!-;3, co,Lep>K2Lu2H в себс пссле прсхо)кдения простра нства, занятого полупрозо 7IIHK020H TPh>кт) ПОЙ, фаЗОБУ!О:<10дУлЯцию, на Выходном преобразователе 5 с н>ва преооразуется Б ВЧ-радиосигнал. Фазомодул}(ров}>нный ВЧ-радиосигнал сн;<мается с Выходн<>й клем31}>I 8 ус) ройст Ба. С;}БН Г фазы выхо,.:ного с!! Гна, 13 B к;iж.}ы Й зlоме}1т B )eмепи !i )oпop ! I H0E4I 1Е!I ВЕЛИ ЧИН С 11<) ПЕРСЧНОГГ), P! ИСГ>ОВОГО тока, а, с;!с.ео!Затс7<но. и величине модулирч!01цего и(> пряже ния. 35 I locK07l>!(у IlpOB0.1! .>!Ость по, I>, Ilpi;Bo. сник<>БОЙ структчрь! Hc измснястся, амг(,!НтуднО! !!3. 50!52ß У3 P2KTePHCT2K2 > СТРС> "ТБ (! ЯБ, 1 ЯЕТся линеЙной. Пс<риОдич ность .1(>л > Il, ОБО lffи1<(;150Й стр> кт\>ры 00(.спечива< т»«1(прес<и( ч еl с I,) 1 I О! (>, I и }1 11 Гl 3 U! i (1 м 0 ",, I и Г) I() . < !« > с и 1 112 40 „<3 П )<К<1<> ). > с ГРОЙство .. }лЯ с>)(13(>БО!1 310,L(— ляци звуко. IIpoBorL0>I изготовлено из пластинi>l пиобата лития 1 (реза с д;IНПИОЙ Осьlо, иа f!pHВлс иНоН Il0 KPHcT2,I,7<3! Рафическои oc .H /. Разм(ры е}ластипы 20У7У0,8 !м . IIa рабочей поЕзерхности звукопровода изготовлены ветре:1но-штыревые преобразователи, рассчитапныс на p2CО>i(10 f3("тОту 100 >ЧГЦ. Мс .жд > этими llpeo()p23(>BBTC(lÿYIH к рабочей повс)х1 !!ос! и ЗБ KollI)ОВОда с БоздУшным 32:50РО>>?. ра)БЕ>ь!м 50. -. IlpH>KH413foT пластинку электр!)11!i(>I кре>11<ия про!ЗГ>д}1310«тьк> 10 0 >1 . Воздушнь<и зазор (к)(спсчп(32ют H!3lihiëeíиех! диэ, 1сктрических IЮ 103ЬСБ 112 ПОВ(P)СЕЗОСTЬ ЗБ" i(011 )ОВОДБ ВH(. >.> п<>ocTp анстве!, 32 нято 0 акчcTH -!(>с ки м Г)ччом. I Еа;!.<рv)I C()c aI3 т )! Б Ч (, и 1 (. Kp(3 О., "I оная Кооректор:(. 1 ()н((снк(3 Тираж 104 ! (. I I! I C Н ((Редактор Е. Гончар Заказ 6779 56 LLHHHHH Государственного Kov((T(та C(II!(à Мнн(,стаоз Г.C(Р по делам изобретений и от р=-. й! 13035. Москва, Ж-:35. 1)а(!Искга:;г(, д. 4. 5 (1)ил .ал Г)1!П «Патент», г. Ужгород,,л. !1ро(ктна(3, 4 канавок с периодом 95 мкм и глубиной травления 15 мкм. На противоположной поверхности звукопровода под кремниевой пластинкой изготовлен металлический электрод. При частоте несущей модулирующего сигнала, равной 200 кгц, устройство обеспечивает линейную амплитудно-фазовую характеристику до сдВига (Г)аз, раВного — —, который досгиfàëñÿ при амплитуде модулирующего сигнала, равной 20 В. Предложенное устройство отличается простотой и технологичностью. Его производство совместимо со стандартной технологией изготовления интегральных схем. При использовании в качестве периодической пол упровод)пиковой структуры соответствующих пленок конструкция устройства планарная. Перечисленные качества обеспечиваюг хоро!ПИ(. ЭKсплуaTallион!!Ые параметры пpe.!ла! аемого устройства и сравнительно низкие затрать(на его изготовление при массовом производстве. форлулп изоб)ретения Устройство для фазовой модуляции электромаг !итных сигналов, содержащее выполНОНН Ый! В ВИ 1Е ;-! Сти НЫ З НУ!30!IPOBOЦ !,3 рабочей повер;!юсг1! которо!о расположены В.,одной и вых()д:!ой эг!Сктромеханические преобразователи по!)ерхностных акустичес5 I3! Ix Вол н, а на Г!РDTliBDTlo.10жнОЙ !0BePxnocтИ -- Мстa,b"H×eñê !й ЭЛС КГРОД, ОтЛИЧаКЩЕЕСЯ тем, что. с цел!Ио пол(«c!II:;I линейной амплитудно-фазовой характеристики и расширения частотного диапазона модулирующего спгна ra, зв копровод Bblno,l. leí из пьезодиэлсктрика, 3 между электромеханическими преобразоватс 1sl (.и на рабочей поверхности звукопровода рас(н)ложена периодическая полупроводниковая структура с верхним омпческим контактом. ! Исто !Пики информации, принятые во BilHii )! Н HC Г)D! I ЭКС!1(Dт!!3(. 1. Заявка lia патент ФРГ ¹ 2.019.78(), кл. 21 о о4, 1.10.!3. 2. Г). Г.:113о «Р11иво shil ting on surface тavc t!s:ng Sho(11(! dio(ies», «Electronics 1е11егs» 9, р. 49, l(173
