Перестраиваемый фильтр на поверхностных акустических волнах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социвлистичесних

Республик ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 070280 (21)2882584/18-23 (51)М. Кл.

Н 03 Н 9/64 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 231081 (53) УДК 621. 372. 54 (088. 8) (72), Автор изобретения

В.С. Глушков

Омский политехнический институт (71) Заявитель

° г

Р (54) ПЕРЕСТРАИВАЕМЫИ ФИЛЬТР HA ПОВЕРХНОСТНЫХ

АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

Изобретение относится к радио. электронике и может использоваться в акустоэлектронных устройствах обработки сигналов.

Известны устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие встречно-штыревые преобразователи, расположенные на пьезоэлектрической подложке, в которых между входным и выходным преобразователями расположен фотопроводящий слой сложной конфигурации. При освещении участка поверхности подложки, покрытого слоем фотопроводящего материала, изменяется скорость распро- (5 странения ПАВ на этом участке (1).

Недостатком этих устройств является невозможность перестройки амплитудно-частотных характеристик.

Известен также перестраиваемый 2р фильтр на INB, содержащий пьзоэлектрическую подложку с расположенными на ее поверхности в одном акустическом канале входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями, отра- 25 жательными структурами с переменным периодом расположения составляющих их неоднородностей и фотопроводящим слоем, размещенный над ним источник освещения и систему управления ис- Зр точником освещения. Протяженность фотопроводящего слоя вдоль направления раопространения IIAB в этом фильтре постоянна по всему фронту распространения 11АВ, а источник освещения выполнен в виде размещенного вне пьезоэлектрической подложки дискретного излучателя света (2).

Недостатками известного фильтра являются значительные фазовые искажения сигнала на выходе и большие габариты фильтра, что связано с различием в сдвиге фаз различных частотных компонент спектра сигнала и наличием объемного источника.

Цель изобретения — уменьшение фазовых искажений и уменьшение габаритов перестраиваемого фильтра на ПАВ.

Эта цель достигается тем, что перестраиваемый фильтра на IIAB содержит дополнительный встречно-штыревой преобразователь, электрически соединенный параллельно с основным, и дополнительные отражательные структуры с переменным периодом расположения составлякицих их неоднородностей, при этом источник освещения выполнен в виде матрицы светоизлучающих диодных структур, столбцы которой ориентиро875591 (в+-g) у(е„-ер щ

55 где 6 - расстояние между основными

1 отражательными структурами у

Sg - расстояние между дополнительными отражательными структурами; — расстояние между основным

3 входным преобразователем и ближайшей к нему основной отражательной структурой;

60 вавы вдоль направления распространения ПАВ, протяженность фотопроводящего слоя вдоль направления распространения ПАВ непостоянна и выбрана из условия компенсации соответствующих частотных составляющих сигнала, а отношение разности расстояний между соответствующими входным встречно штыревым преобразователем и ближней к нему отражательной структурой к разности расстояний между основными и дополнительными отражательными !

О структурами равно отношению скоростей распространения IIAB .от входных встречно штыревых преобразователей к отражательным структурам и между отражательными структурами на свободных от !5 фотопроводящего слоя участках пьезоэлектрической подложки.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого фильтра; на фиг. 2 внешний вид полупроводниковой пластины с матрицей светоизлучающих диодных структур (вид со стороны пьезоэлектрической подложки).

Фильтр содержит пьезоэлектрическую подложку 1, расположенные на ней входные основной 2 и дополнительный

3 встречно-штыревые преобразователи, выходной встречно-штыревой преобразователь 4, основные отражательные структуры 5 и 6 и дополнительные отражательные структуры 7 и 8. Отража- 30 тельные структуры 5 — 8 состоят из неоднородностей 9, выполненных в виде канавок или полосок и размещенных с переменным периодом. На подложке 1 размещен также фотопроводящий слой 35

10, протяженность которого вдоль направления распространения ПАф непостоянна. Он имеет форму прямоугольной трапеции. Над фотопроводящим слоем с зазором с пьезоэлектрической 4О подложкой 1 размещеиа матрица 11 светОизлучающих диодных структур, выполненная на полупроводниковой пластине 12. Столбцы 13 матрицы ll ориентированы вдоль направления распространения IIAB. Выводы 14 от полупровод- 4 никовой пластины 12 соединены с выходами 15 системы электронного управления 16. Зазор Между пластиной 12 и подложкой 1 обеспечивается с помощью прокладок 17. Преобразователи 2 и 3 зО и отражательные структуры 5-8 расположены так, что выполняется условие расстояние Ме у дополни» тельным преобразователем и ближайшей к нему дополнительной отражательной структурой;

Ч - скорость распространения

GAB на участке свободной поверхности пьезоэлектрической подложки между отражательными структурами; скорость распространения

IIAB на участке свободной поверхности пьезоэлектрической подложки между входными преобразователями и ближними к ним отражательными структурами.

Протяженность фотопроводящего слоя

10 х, на пути распространения IIAB от любой частотной составляющей f спектра сигнала выбрана из условия компенсации соответствующих частотных составляющих, которое может быть определено соотношением

ЬЧ И у,.= (<- — ) ч где ьЧ - изменение скорости распространения IIAB на участке пьезоэлектрической подложки с фотопроводящим покрытием.

Электрический сигнал, поступая на преобразователи 2 и 3, преобразуется в IIAB, которые, распространяясь по подложке 1, отражаются от неоднородностей 9 структур 5 и 7. ПАВ, отраженные структурой 5, проходят под фотопроводящим слоем 10 к отражательной структуре 6. IIAB, отраженные структурой 7, проходят к отражательной структуре 8. Структуры 6 и 8 переотражают IIAB на выходной преобразователь 4. IIAB, генерируемые частотной составляющей f„ входного сигнала, эффективно отражаются в той области структур 5 - 8, где период расположения неоднородностей 9 соответствует длине волны IIAB для данной частоты f;, что приводит к пространственному разделению IIAB. При отсутствии управляющего сигнала на выходах 15 устройства управления 16 светоизлучающие диодные структуры матрицы 11 не излучают свет. Фотопроводящий слой 10 при этом представляет собой изолятор и скорость распространения IIAB под ним не отличается от скорости распространения IIAB на свободных участках подложки 1. Благодаря указанному расположению преобразователей 2 и 3 и отражательных структур 5 — 8 IIAB от любой частотной составляющей f; спектра входного сигнала поступают на выходной преобразователь 4 одновременно и в фазе. При наличии управляющих сигналов на части выходов 15 соответствующие столбцы 13 матрицы

11 излучают свет, производя засвет875591 ку находящихся под ними участков фотопроводящего слоя 10. Эти участки становятся проводящими, что приводит к закорачиванию тангенциальных составляющих электрического поля IIAB тех частотных, компонент f„. входного сигнала, которые распространяются по соответствующим участкам подложки 1.

При этом скорость IIAB уменьшается на величину av. При протяженности фотопроводящего слоя 10, выбранной в соответствии с. приведенным условием, IIAB, распространяющиеся от .основного входного преобразователя, достигнут выходного преобразователя однов.Ременно с IIAB, распространяющимися от дополнительного входного преобра.зователя. В результате этого, IIAB

I от этих частотных составляющих f спектра входного сигнала на выходном преобразователе 4 компенсируют друг друга и на выходе фильтра отсутствуют.2Q

Изменяя сигнал управления, можно эффективно перестраивать выходную характеристику фильтра.

Предлагаемый фильтр обеспечивает простое управление амплитудно-частот- 5 ными характеристиками без внесения дополнительных фазовых искажений. Он имеет малые габариты и может быть выполнен методами планарной технологии.

Формула изобретения

Перестраиваемый фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрическую подложку с

3S расположенными на ее поверхности в одном акустическом канале входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями, отражательными структурами с переменным периодом располо- 40 жения составляющих их неоднородностей и фотопроводящим слоем, размещенный над ним источник освещения и систему управления источником освещения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения фазовых искажений и уменьшения габаритов, он содержит дополнительный входной встречно-штыревой преобразователь, электрически соединенный параллельно с основным, и дополнительные отражательные структуры с переменным периодом расположения составляющих их неоднородностей, при этом источник освещения выполнен в виде матрицы светоизлучающих диодных структур, столбцы которой ориентированы вдоль направления распространения поверхностных акустических волн, протяженность фотопроводящего слоя вдоль направления распространения поверхностных акустических волн непостоянна и выбрана из условия компенсации соответствующих.частотных составляющих сигнала, а отношение разности расстояний между соответствующими входным встречно-штыревым преобразователем и ближайшей к нему отражательной структурой к разности расстояний между основными.и дополнительными отражательными структурами равно отношению скоростей распространения поверхностных акустических волн от входных встречно-штыревых преобразователей к отражательным структурам и между отражательными структурами на свободных от фотопроводящего слоя участках пьезоэлектрической подложки.

Источники информации, причятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3845420, кл. Н 03 Н 9/26, 1974.

2. Патент Франции к 2220930, кл. Н 03 Н 9/32, 1974.

875591

Составитель В. Банков

Техред N.ролинка: Корректор В. Бутяга

Редактор О. Черниченко

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9379/85

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4