ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день акустоэлектроника является одним из активно развивающихся направлений функциональной
электроники. Среди акустоэлектронных устройств широкое распространение получили устройства на поверхностных аку-
стических волнах (ПАВ). Такие преимущества, как высокая надежность, малые масса и размеры, отсутствие энергопотреб-
ления, возможность выполнения различных операций обработки сигналов, реализация заданных технических характеристик,
с высокой точностью обеспечивают широкое применение и массовую потребность в этих устройствах, и, прежде всего, рын-
ком современных коммерческих средств связи.
Носителем информации в устройствах на ПАВ являются волны, у которых энергия упругих колебаний сосредоточена в
тонком приповерхностном слое твердого тела. В качестве среды распространения используются пьезоэлектрические моно-
кристаллы. Для преобразования электрических сигналов в акустические и обратно, а также для отражения и изменения тра-
ектории распространения акустических волн используются металлические структуры, нанесенные на поверхность пьезо-
электрической подложки. Возбуждение и прием акустических волн осуществляется с помощью входного и выходного пре-
образователей ПАВ, число электродов которых может быть различным (от единиц до нескольких тысяч).
Внешний вид устройства на ПАВ с одним встречно-штыревым преобразователем (ВШП) изображен на рис. 1. Отража-
тельные структуры (ОС) ПАВ чаще представляют собой решетки металлических короткозамкнутых или разомкнутых элек-
тродов или систему вытравленных в подложке канавок. Доступность акустических волн на всем пути от входного до выход-
ного преобразователя, способность отражаться от неоднородностей поверхности и взаимодействовать с электрическими и
акустическими полями обеспечивают возможность построения различных устройств обработки сигналов.
Рис. 1. Устройство на ПАВ
Характеристики устройств на ПАВ определяются свойствами материала подложки и его топологией, т.е. типом, коли-
чеством, взаимным расположением и геометрическими размерами преобразователей и отражателей ПАВ.
Топология устройства зависит не только от выполняемой операции обработки сигнала, но и от требуемых технических
характеристик. Число различных вариантов топологий современных устройств на ПАВ исчисляется сотнями.
Устройства на ПАВ нашли применение в разнообразных радиоэлектронных системах, в частности в РЛС, в системах
связи и радиовещания. Чаще всего такие устройства осуществляют процедуру линейной обработки сигналов, т.е. создают
выходную реакцию, которая связана с входным сигналом с помощью заданного линейного соотношения. В теории систем
такие устройства называют линейными фильтрами. Примерами служат линии задержки, полосовые фильтры, фильтры для
корреляционной обработки сложных сигналов.
Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) (рис. 2) является твердотельным функциональным устройством
и представляет собой подложку из пьезоэлектрика 1, на поверхность которой методом фотолитографии наносятся системы
токопроводящих элементов.
Одна из таких систем – излучающий преобразователь ПАВ 2 – подключается к источнику входного сигнала, другая –
приемный преобразователь ПАВ 3 – к нагрузке.
Под действием высокочастотного электрического напряжения источника сигнала в зазорах между смежными электро-
дами излучающего преобразователя возникает переменное электрическое поле, которое вследствие пьезоэффекта материала
подложки вызывает механические колебания в ее поверхностном слое. Эти колебания распространяются в тонком припо-
верхностном слое подложки в направлениях, перпендикулярных электродам в виде поверхностных акустических волн.
Рис. 2. Схема фильтра на поверхностных акустических волнах
Между смежными электродами приемного преобразователя вследствие обратного пьезоэффекта механические колеба-
ния ПАВ обуславливают появление электрического напряжения, которое и является выходным сигналом.
z
н
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
