1tom - 0423.htm
48
X
О
о.
5
ш
О
I-
и >|
Эй
54
элементах происходит взаимодействие УЗ с электро- лучения функции св╦ртки V(t) двух сигналов Рл((\\ нами проводимости, что позволяет их использовать ъ Fz(t):
для усиления и генерации волн, длн управления их
амплитудой и фазой.
В качестве нелинейных з л е м о н т о в применяются диэлектрич, звукопроводы е большими акустич. параметрами пелиней- . о ,' ности, пьезополупроводни-копые материалы и слоистые структуры. Их работа ос-
Рис. ',. Типы акустич. вгщоп для ПАВ: о ≈иыступ; б ≈ канашш; к ≈ металлическая лл╦ика.
Рис. л. Кинцонтратор ПАВ для возбуждения волновода: 1 ≈преоГфаяонатсль; 2 ≈ концентратор; 3 ≈ иплновод.
новапа на использовании разл. механизмов нелинейного взаимодействия: упругого, пьезоэлектрического, злоктрострикциокного, и особенно акустоэлектрон-кого. Кроме того, применяются системы полупроводниковых диодов, связанных с системой электродов, нанесенных па поверхность льозоэлектрич, звукопро-вода. Нелинейные элементы позволяют перемножать акуотим. сигналы, производить акустич. детектирование, преобразование частоты и другие более сложные преобразования сигналов.
Уетройстнн акустоалектроники. На основе перечисленных элементов создаются разл. устройства А. К линейным пассивным устройствам А. относят устройства частотной фильтрации (фильтры), акустич. лилии задержки, согласованные (оптимальные) фильтры, или дисперсионные линии задержки, кодирующие и декодирующие устройства. Наибольшее распространение получили акустич. фильтры (пьезоэлектрические, электромеханические, фильтры на объ╦мных волнах и ПАВ). Они применяются в разл. системах сняли от радиовещания и телевидения до космич, связи и радиолокации для выделения полезного сигнала на фоле помех, для интегрирования (накапливания) сигнала с определ, характеристиками, для изменения частотного спектра сигнала.
Акустич. линии задержки изготавливаются на времена задержки от неск. не до десятков мс с рабочими частотами от неск. МГц до неск. Г Гц, Дисперсионные линии задержки, в к-рых время задержки заниснт от частоты, применяются ь качество оптимальных фильтров для обработки линейно частотно-модулироиашгых сигналов. Включение активных элементов в акустич. линии задержки позволяет усиливать акустич. сигналы и превращает их и активные устройства. Усиление УЗ-сигкала может осуществляться сверхзвуковым дрейфом носителей. Режим усиления при он редел, условиях может быть перевед╦н н режим генерации УЗ-волны, Отот эффект используется для создания акусто-электропиых генераторов монохроматич. сигналов к сигналов со сложным спектром.
Наибольшее распространение получили генераторы сигналов (т. II. осцилляторы}, в к-рых резонатор па ПАВ включ╦н в цепь обратной связи транзисторного усилителя. Такие генераторы достаточно просты, малогабаритны и работают в диапазоне частот от 20 МГц до неск. ГГц. В них возможна электронная перестройка частоты, или частотная модуляция.
Управление фазовой скоростью ПАВ при приложении к кристаллу элоктрич. поля или при изменении его проводимости лежит в основе акусто^лектронных фазой ращатсугей.
Осн. нелинейные устройства А.≈ приборы аналоговой обработки сигналов ≈ конвольверы (или конво-люторы} и корреляторы, а также устройства акустической памяти. Конвольверы предназначаются для по-
≈ X
В основе их работы лежит нелинейное взаимодействие бегущих навстречу друг другу акустич. волн одной и той же частоты, огибающие к-рых представляют собой сигналы Fr и Fz. В результате нелинейного взаимодействия возникает эдектрич. сигнал на удвоенной частоте, снимаемый интегрирующим электродом. Амплитуда результирующего сигнала пропорциональна интегралу св╦ртки
00
≈ 30
сжатому в два раза во времени вследствие встречного распространения акустич. воли. В конвольверах используется также взаимодействие волн с разл. частотами. В этом случае интегрирующий электрод выполняется в виде нериодич. структуры с периодом, определяемым пространственными биениями нелинейного сигнала на суммарной или разностной частоте.
Для выполнения операции св╦ртки используется нелинейное взаимодействие ПАВ в слоистой структуре пьезоэлектрик ≈ полупроводник (рис. Н), Преобразователи 1 ТА. 2 излучают сигналы на частоте со навстречу
Выход V.
св.
Вход 1
,5
Вход 2
ш
Рис. G. Устройстио св╦ртки ил ПАВ it слоистой структуре пьезо-электрнк≈полупроводник: I, 2≈ входные преобразователи^ 3 ≈ гтымоулсктричесний звукопроиод; 4 ≈полупроводниковая пластина; 5 ≈ параметрический электрпд; 6 ≈ ьыходная цепь.
друг другу. При этом электрич. поля, сопровождающие ПАВ в льезоэлектрич. звуконроводе 3, создают в граничащей с ним полупроводниковой пластине 4 поперечный ток, Этот ток интегрируется электродом 5, и сигнал с частотой 2ш поступает в приемное устройство. Аналогичным образом осуществляется работа конвольвера на основе взаимодействия ПАВ в льезо-диолектриках, обусловленного упругим и пьезоэлект-рнч. механизмом нелинейности. В случае прямоугольной формы огибающих взаимодействующих сигналов результирующий сигнал имеет треугольную форму (рис 7, а), а лри взаимодействии двух пар прямоугольных импульсов ≈ форму трезубца (рис. 7, 6). В случае
Л симметричных сигналов
П.≈I св╦ртка совпадает с авто-≈≈≈≈≈≈≈^ ≈≈≈1≈1≈≈ корроляц. ф-цисй.
а
Сигнал свертки
п г
б Ч "3 '2
1жис. 7. Фор1ча выходного снг-нйла \гя при си╦ртке: а ≈ длух пркмоугольных и б ≈ дпул пар прлмоуголыгых импульсов Уг Л У,-
дл Ш
и б б
Рис. 8. Обращение акустического сигнала ии времени в устройстьс1 св╦ртки: и ≈ лход-\\\a\\\\ сигнал; б ≈ някачьа имлу.[[1>с; в ≈ выходной
6-
Устройство, показанное на рис. 6, позволяет производить обращение сигнала РЛ (г) во времени. На входной преобразователь 1 пода╦тся сигнал FT (t) и в момент, когда он проходит лод электродом 5, па последний подают 5-имлульс (или очень короткий радиоимпульс). В результате нелинейного взаимодействия в направлении к преобразователю 1 распространяется обратная волна, представляющая собой обращенный во нре-
")
}
