Модулированный пьезоэлектрический фильтр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНЙХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51) 4 Н 03 Н 9 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .2753948/18-23 (22) 16.04,79 (46) 07 06 86. Бюл, У 21 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) А. Н. Алексеев (53) 621.372.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 215632, кл. В 06 В 1/06, 1968.

Плужников В. М. и Семенов В. С.

Пьезокерамические твердые схемы.

М.: Эйергия, 1971, с, 92. (54 ) (57 ) МОДУЛИРОВАННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЪТР, содержащий прямоугольную пьезоэлектрическую пластину, нанесенные на ее большие грани перекрывающиеся электроды, размеры которых выбраны из условия локализации акустической энергии, контактные площадки по числу электродов, неперекрывающиеся токоотводы, управляющие электро ды, к которым подсоединен источник управляющего синусоидального напряжения, отличающийся тем, .что, с целью повышения линейности модуляции центральной частоты пропускания и уменьшения величины управляющего напряжения, управляющие электроды расположены на двух противоположных торцовых гранях пьезоэлектрической пластины, гокоотводы размещены сим метрично относительно центра больших граней пластин, а контактные площадки расположены симметрично относительно уу узловых линий колебаний модулирующей M Ф моды.

1236596

Изобретение относится к элементам и устройствам радиоэлектроники, связи, радиолокализации, в частности модулированным частотно-избирательным пьезоэлектрическим резонансным устройствам систем обработки и генерации сложных электрических сигналов, Известно модулированное по частоте пьезорезонансное устройство, содержащее одну или несколько резонирующих областей пьезопластины, снабженных электродами возбуждения акустических колебаний, а также расположен ную вне указанных резонирующих областей пьезопластины область управле- 15 ния, снабженную управляющими электродами, подсоединенными к источнику управляющего напряжения, изменение величины которого ведет к изменению резонансной частоты пьезопластины (lj, 20

Наиболее близким к предлагаемому является модулированный пьезоэлектрический фильтр, содержащий прямоугольную пьезоэлектрическую пластину, нанесенные на ее большие грани перекрывающиеся электроды, размеры которых выбраны из условия локализации акустической энергии, контактные площадки по числу электродов, неперекрывающиеся токоотводы, управляющие 30 электроды, к которым подсоединен источник управляющего синусоидального напряжения (2j .

Общим недостатком укаэанных устройств является нелинейность и гисте" резисность зависимости резонансной частоты от величины управляющего на" пряжения, а также большие величины управляющего напряжения.

Цель изобретения — повышение ли- 40 нейности модуляции центральной частоты пропускания и уменьшение величины управляющего напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в модулированном пьезоэлектрическом фильтре, содержащем прямоугольную пьезоэлектрическую пластину, нанесенные на ее большие грани перекрьгвающиеся электроды, размеры которых выбраны из условия локализации акустической энергии, контактные площадки по числу электродов, неперекрывающиеся токоотводы, а также управляющие электроды, к которым подсоединен источник управляющего синусоидально- 55 го напряжения, управляющие электроды расположены на двух противоположных торцовых гранях пьезопластины, токоотводы размещены симметрично относи-тельно центра больших граней пластины, а контактные площадки расположены симметрично относительно узловых линий колебаний модулирующей моды.

На фиг, 1 изображен модулированный пьезоэлектрический фильтр, вид сверху; на фиг. 2 — то же, вид сбоку.

Модулированный пье3Qэлектрический фильтр содержит прямоугольную пьезоэлектрическую пластину 1, нанесенные на две ее противоположные большие грани перекрывающиеся рабочие электроды 2, 3 и 4, 5, относительные поперечные размеры которых„ отнесенные к толщине пьезопластины, удовлетворяют условию локализации акустической энергии толщинных колебаний в подэлектродных областях, контактные площадки 6" 9, размещенные в периферийных областях пьезопластины, токоотводы

10-13, связывающие рабочие электроды

2-5 с соответствующими контактными площадками 6-9, а также управляющие электроды 14 и 15 подсоединенные к источнику 16 синусоидального модулирующего напряжения. Управляющие электроды 14 и 15 модулированного пьезоэлектрического фильтра расположены на двух противоположных торцовых . гранях пьезопластины 1, Контактные площадки 6-9 расположены симметрично относительно узловых линий колебаний модулирующей моды (на фиг. 1 штрихпунктиром показана одна из таких узловых линий модулирующих упругих колебаний — линия АВ). Токоотводы 1013 расположены симметрично относительно центра пьезопластины, Устройство работает следующим образом.

Приложение синусоидального моду лирующего напряжения к электродам

14 и 15, вызывая пьезоэлектрическое возбуждение низкочастогной моды колебаний пьезопластины 1, например, по ее длине, создает переменное поле механических напряжений, периодически растягивающих и сжимающих высокочастотные резонаторы толщинных колебаний с локализованной в областях под рабочими электродами 2, 3 и 4, 5 акустической энергией, что приводит к периодическому изменению (синусоидальной модуляции) упругих свойств указанных областей пьезопластины и, как следствие, к синусоидальной модуляции их центральных частот пропуска

1236596

ВНИИПИ Заказ 3097/57 Тираж 816 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния. В случае акустически связанных высокочастотных резонаторов с локализованной энергией, определяющих полосовую характеристику пропускания устройства, синусоидальной модуляции 5 подвергается центральная частота этой полосы пропускания.

Принцип действия модулированного пьезоэлектрического фильтра основан на использовании зависимости упругих свойств резонирующих областей пьезопластины от механических напряжений или деформаций, пьезоэлектрически создаваемых в пьезопластине при приложении электрического напряжения, При этом необходимыми условиями обеспечения работоспособности устройства является выбор такого среза пьезокристалла, в котором имеет место взаимодействие данной низкочастотной модулирующей моды колебаний с высокочастотной рабочей модой толщинных колебаний, а также расположение управляющих электродов на тех двух противоположных торцовых гранях пря- 2 моугольной пьезопластины, приложение электрического напряжения к которым может обеспечить пьезоэлектрическое возбуждение указанной низкочастотной модулирующей моды колебаний. Макси- ЗО мальная эффективность модуляции имеет место в том случае, когда частота синусоидального напряжения соответствует резонансной частоте низкочастотной моды колебаний, а рабочие электроды пьезопластины расположены в области пучности .этих колебаний, м так как при этом величина U управляющего электрического напряжения, требуемая для создания необходимой 40 интенсивности поля механических напряжений или деформаций, уменьшается в число раз, равное добротности резонанса низкочастотной моды колебаний.

Параметры модулированного фильтра, в частности девиация центральной час тоты пропускания и глубина ее мочу ляции, определяются величиной управляющего электрического напряжения

М м и возрастают с ростом U . Более того, поскольку управляющее поле механических напряжении или деформации низкочастотной моды упругих колебаний создается при приложении электриК ческого управляющего напряжения U эа счет линейного пьезоэффекта, ука» заны параметры модулированного пьезоэлектрического фильтра линейно завим сят от величины U . При этом для практической реализации линейности модуляции параметров устройства опи санная конфигурация элементов электродной структуры пьезопластины (расположение рабочих управляющих элект родов, контактных площадок и токоотводов) согласована с симметрией поля механических напряжений или деформа ций низкочастотной модулирующей моды колебаний. Для исключения нелинейных искажений динамической амплитудночастотной характеристики необходимо, чтобы максимальная частота модуляции была много меньше полосы пропускания фильтра.

Благодаря предлагаемому выполнению модулированного пьезоэлектричес» кого фильтра при одинаковых с извест ным устройством величинах девиации и глубины модуляции центральной частоты пропускания он характеризуется не менее чем на два порядка более высокой линейностью модуляции и в

50-100 раз меньшей величиной электрического модулирующего напряжения. !

Модулированный пьезоэлектрический фильтр Модулированный пьезоэлектрический фильтр Модулированный пьезоэлектрический фильтр 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке и производстве двухмодовых кварцевых резонаторов, в том числе предназначенных для высокостабильных кварцевых генераторов

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при разработке устройств селекции сигналов по частоте

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться при разработке резонаторов и фильтров на объемных акустических волнах

Изобретение относится к электроакустическим устройствам и может быть использовано в качестве селектирующего устройства в диапазоне частот от 3 до 10 МГц

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности пьезотехнике, и может быть использовано в устройствах селекции сигналов по частоте, а также при разработке и изготовлении широкополосных пьезоэлектрических монолитных фильтров

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для использования при изготовлении электромеханических фильтров
Наверх