Усилитель поверхностных акустических волн

 

О П И С А Н И Е (i))767941

ИЗОБРЕТЕН H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.11.75 (21) 2192816/18.23 (51) М.К .

Н 03 F 3/04 с присоединением заявки №вЂ”

Гооударстоенный комитет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 621.375..4 (088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 10.10.80

Ю. В. Гуляев, А. М. Кмита, А. В. Медведь, В. Н. Федорец и А. С. Багдасарян (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени Институт радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявит ель (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ

ВОЛН

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к усилителям с полупроводниковыми приборами и может быть использовано в ультразвуковых линиях задержки.

Известен усилитель поверхностных акустических волн, состоящий из пьезоэлектрического звукопровода, двух электромеханических преобразователей поверхностных акустических волн, расположенных на рабочей поверхности звукопровода. Между преобразователями на пути распространения поверхностной акустической волны размещен слой полупроводника с омическими контактами 11). Усиление поверхностной акустической волны в устройстве осуществляется при сверхзвуковом дрейфе свободных носителей заряда в направлении распространения поверхностной акустической волны.

Недостатком устройства является высокое электрическое напряжение, требуемое для создания сверхзвукового дрейфа носителей заряда в слое полупроводника. Это приводит к значительной потребляемой мощности и к тепловому нагреву конструкции.

- Известен также усилитель поверхностных акустических волн, содержащий пьезо2 электрический звукопровод, два электромеханических преобразователя поверхностных акустических волн, расположенных на рабочей поверхности звукопровода, систему металлических полосок, размещенных на пути звукового луча между преобразователями.

Слой полупроводника с омическими контактами расположен вне звукового луча, но граничит с системой металлических полосок (2).

В таком усилителе взаимодействие сво1о бодных носителей заряда с электрическими полями, сопровождающими поверхностную акустическую волну, осуществляется с помощью системы эквидистантных металлических полосок. Усиление звуковой волны в таком устройстве происходит также при сверхзвуковом дрейфе свободных сносителей заряда в слое полупроводника.

Недостатком известного устройства является высокое электрическое напряжение, требуемое для сверхзвукового дрейфа носителей заряда, и значительная потребляемая мощность несмотря на то, что в этом устройстве слой полупроводника можно помещать на подложку из другого вещества нежели материал звукопровода, что в ря767941 де случаев позволяет улучшить электрофизические свойства слоя полупроводника.

Цель изобретения — снижение питающего напряжения при уменьшении потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в усилителе поверхностных акустических волн, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, два электромеханических преобразователя поверхностных акустических волн, расположенных на рабочей поверхности звукопровода,. систему металлических полосок, размещенных на пути звукового луча между преобразователями, металлические полоски объединены в пары, образующие встречно-штыревые преобразователи, причем один из преобразователей соединен со входом, а другой — с выходом усилителя, подключенного к каждой паре преобразова телей.

На чертеже представлена схема устройства.

На пьезоэлектрическом звукопроводе 1 расположены электромеханические преобра-зователи поверхностных акустических волн

2 и 3, осуществляющие соответственно возбуждение и прием акустических волн. На пути распространения звукового луча размещена система металлических полосок, объединенных в пары, образующие встречно-штыревые преобразователи (на чертеже изображены, в частности, три пары преобразователей 4 и 5, 6.и 7, 8 и 9) . В устройство введены на каждую пару преобразовате лей усилители 10, 11, 12, к которым подводится питание по шине 13. Каждый усилитель подключен входом к одному встречноштыревому преобразователю пары, а вы.ходом — к другому. Для подавления паразитных акустических волн нанесены поглотители 14.

При распространении поверхностной акустической волны под преобразователем, с которым соединен вход усилителя, на преобразователе возникает электрическое напряжение с частотой волны, которое усиливается и подается на другой преобразователь пары. При этом им возбуждается поверхностная волна, которая будет увеличивать энергию поверхностной волны, проходящей под этим преобразователем, если фазы возбуждаемой и проходящей поверхностных

4 волн будут совпадать. Коэффициент усйления поверхностной волны зависит от точности совпадения фаз волн, от потерь на преобразование электрической энергии в механическую и наоборот, от коэффициента усиления введенного усилителя и величины обратной связи между входом и выходом усилителя. Поскольку внешние усилители могут быть выполнены в интегральном исполнении или на дискретных элементах с использованием транзисторов, то для пита р ния всего усилителя поверхностных акустических волн можно использовать низковольтный источник питания и при этом от него будет потребляться небольшая мощность.

Применение предложенного усилителя поверхностных акустических. волн позволяет уменьшить потребляемую усилителем элек трическую мощность и улучшить тепловой режим его работы.

Формула изобретения

Усилитель поверхностных акустических волн, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, два электромеханических преобразователя поверхностных акустических волн, расположенных на рабочей поверхности звуко провода, систему металлических полосок, размещенных на пути звукового луча между преобразователями, отличающийся тем, что, с целью снижения питающего напряжения при уменьшении потребляемой мощности, металлические полоски объединены в пары, образующие встречноштыревые преобразователи, причем один из преобразователей соединен со входом, а другой — с выходом усилителя, подклюи ченного к каждой паре преобразователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Lakin К. М. Shaw Н.J."Surface каче деЬу line amlifiers". IEEE Trans. Microwave

Theory Techn, ч. МТТ вЂ”,17, № 11, р. 912, 1969.

2, Tournois P., Maerfeld С., Gires E

«Amplification d une onde de surface acoustique par des electrons subsoniques grace а un couplage periodique discontinu» Comp° «« tes rendus, Ser. В, t. 273, No. 16, р. 710, 1971 (прототип).

7б7941

Составитель В. Федосов

Редактор Н. Коляда Техред К. Шуфрич Корректор Н. Бабинец

Заказ 7216/50 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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