Способ управления частотой резонатора объемных акустических волн

 

Изобретение позволяет повысить оперативность изменения частоты генерации и существенно расширить функциональные возможности дискретно-непрерывной перестройки генераторов, стабилизированных высокодобротными резонаторами объемных акустических волн. Это достигается тем, что в качестве элемента непрерывной перестройки частоты в резонаторе использован нанесенный на одну из отражающих граней пьезоэлектрический преобразователь, имеющий реактивную нагрузку. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для непрерывной (плавной) перестройки частоты высокостабильных источников колебаний.

Известен резонатор объемных акустических волн (РОАВ), представляющий собой плоскопараллельную пластину звукопровода с нанесенным на ее поверхности акустическим преобразователем в виде слоя пьезоэлектрика, помещенного между электродами [1] . Такое устройство позволяет формировать равномерную сетку резонансных частот, на которых могут возбуждаться высокостабильные колебания в дискретно перестраиваемом генераторе на основе РОАВ.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности управления собственными частотами резонатора.

Известен способ плавной перестройки собственных частот подобного резонатора за счет использования миниатюрного тонкопленочного резистивного подогревателя, наносимого непосредственно на поверхность резонатора [2].

Недостатком этого способа является его существенная инерционность: время выхода подогревателя на стационарный режим и соответственно время выхода генератора на заданное значение рабочей частоты f составляет 3-5 c. Цель изобретения - увеличение скорости плавной перестройки частоты РОАВ.

Данная цель достигается тем, что в способе управления частотой резонатора объемных акустических волн в качестве элемента плавной перестройки частоты использован нанесенный на одну из отражающих граней резонатора пьезоэлектрический преобразователь, имеющий переменную реактивную нагрузку.

Способ достижения поставленной цели иллюстрируется чертежом.

На звукопровод 1 резонатора с возбуждающим преобразователем 2 наносится выполняющий роль управляемого отражателя преобразователь 3, имеющий переменную реактивную нагрузку 4 с проводимостью Y0. При изменении реактивности в интервале -<IYo< собственные частоты РОАВ изменяются на величину Fмм межмодового расстояния. Характерное время установления колебаний на заданной частоте в генераторе, стабилизированном таким электрически управляемым РОАВ, определяется как Q/f, где Q - добротность резонатора, например, если Q 2104 и f = 4 ГГц, то 5мкс 0. Принцип управления частотой резонатора заключается в следующем. Коэффициент упругого отражения ОАВ от границы х=0 короткозамкнутого (Y0= ) преобразователя равен где Zв и Zm - волновые сопротивления воздуха и металла электродов соответственно.

Поскольку Zв/Zm~ 10-4, то Если Y0 , то отраженная в сечении x=l волна является суперпозицией акустических полей, обусловленных как упругим отражением, так и регенерацией ОАВ преобразователем. Регенерация связана с возникновением вторичного напряжения V на электрической нагрузке, в которой возникает индуцируемый падающей волной ток I = U0+VY, где Y - проводимость преобразователя; U0 - амплитуда падающей волны;
- коэффициент, пропорциональный константе электрической связи пьезоэлектрического слоя k2.

В соответствии с законом Ома I+VY0=0, следовательно, Амплитуда регенерируемой (возбуждаемой напряжением V) волны равна при этом

В результате, обозначив полный коэффициент отражения в сечении x= l можно с точностью до постоянного фазового множителя представить в следующем виде:

где

Неизвестные величины A и легко определяются из закона сохранения энергии. Действительно, в отсутствие омических потерь ( = 0) при любой величине , что возможно только в том случае, если Aexp(i) = -2.
Следовательно,

где

Поскольку полный интервал изменения реактивной нагрузки соответствует интервалу значений - < < , ясно, что при достаточно добротной нагрузке (<1) полный интервал изменения фазы коэффициента отражения равен R= 2. При таком изменении R собственные частоты РОАВ изменяются, естественно, на величину межмодового расстояния Fm резонатора.

Наличие омических потерь в нагрузке ( 0) приводит, вообще говоря, к изменению величины и тем самым к модуляции добротности резонатора в процессе перестройки. Приемлемая "глубина" модуляции добротности и будет в реальных условиях ограничивать целесообразный интервал перестройки резонансных частот РОАВ.

Изобретение позволяет значительно повысить оперативность изменения частоты генерации и существенно расширить функциональные возможности дискретно-непрерывной перестройки генераторов, стабилизированных высокодобротными резонаторами объемных акустических волн.

Источники информации
1. IEEE Trans. on Ultrason. and Frequency Control, v. 39, N 6, p. 780-784.

2. Электронная техника, сер. СВЧ-техника, 1992, вып.6, с. 65-66.


Формула изобретения

Способ управления частотой резонатора объемных акустических волн, содержащего звукопровод, на соответствующих рабочих гранях которого размещены два пьезоэлектрических преобразователя, заключающийся в воздействии на звукопровод с помощью элемента непрерывной перестройки частоты, отличающийся тем, что к электроду одного из пьезопреобразователей подсоединяют реактивную нагрузку и изменяют ей величину.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве устройства основной селекции радиоприемного устройства

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции узкополосных сигналов

Изобретение относится к электронике, может быть использовано в технике связи в измерительной технике

Изобретение относится к электронике, может использоваться в технике связи и в измерительной технике

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при разработке селектирующих устройств

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при разработке элементов частотной селекции сигналов

Изобретение относится к радиоэлектронике

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться при разработке приборов для селекции электрических сигналов

Изобретение относится к области радиоэлектроники

Изобретение относится к изделиям пьезотехники и может быть использовано при создании электроакустических устройств

Изобретение относится к пьезотехнике и может использоваться в устройствах микроэлектроники

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в качестве частотозадающего элемента высокоскоростабильных генераторов

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для изменения частоты пьезоэлектрических резисторов

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к пьезотехнике, и может быть использовано при разработке и изготовлении элементов частотной селекции сигналов

Изобретение относится к радиоэлектронике , в частности к пьезотехнике, и может использоваться при конструировании пьезоэлектрических резонаторов

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в пьезоэлектрических резонаторах

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в пьезоэлектрических устройствах стабилизации частоты

Изобретение относится к области радиоэлектроники
Наверх