Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Устройство и принцип на работа на преобразувателите на SAW

| следващата статия ==>

Акустичните вълни могат да съществуват както в твърди, така и в течни и газообразни среди, като техниката широко използва акустични вълни във всички видове материални среди.

Акустичната вълна в твърдо тяло е известно смущение, свързано с деформацията на материала. Когато атомите са изместени от равновесното положение, възникват вътрешни еластични сили, които се стремят да ги върнат в първоначалната позиция. Поради взаимното влияние на атомите един върху друг, изместването на един атом от решетъчното място причинява изместване на съседни атоми. Така полученото смущение се разпространява вътре в твърдото вещество.

В повечето материали възстановяващите сили са пропорционални на степента на деформация, при условие че са незначителни. Материалът в този случай се нарича еластичен, а вълните в такъв материал се наричат ​​еластични или акустични вълни. В напълно еластично тяло акустичните вълни могат да се разпространяват без затихване.

Най-простият вид вълна е плоска вълна. Такива вълни могат да съществуват само в една безкрайна хомогенна среда. В някои случаи и за някои видове вълни е възможно да се разгледа разпространението на вълна в среда с ограничени размери, както в неограничен (ако а >> където a е минималният размер на тялото).

Има два вида равнинни вълни:

· Надлъжни вълни, в които решетъчните места осцилират по протежение на посоката на разпространение;

· Напречни вълни, в които решетъчните места осцилират в равнина, перпендикулярна на посоката на разпространение.

Ако средата, в която се разпространява вълната, е ограничена, тогава в такава среда могат да се разпространят вълни, локализирани в близост до повърхностните или повърхностните вълни. В ограничено твърдо тяло могат да се разпространяват няколко типа повърхностни вълни, чиито свойства по същество зависят от граничните условия.

Един от типовете повърхностни вълни са вълните на Рейли. Амплитудата на тези вълни намалява експоненциално с дълбочина, така че 90% от прехвърлената енергия е концентрирана в слой ~ , Феноменът на разпространение на повърхностни вълни е описан за първи път от лорд Rayleigh през 1885 година. Понастоящем повърхностните вълни са от най-голям интерес за практическа употреба.

Характерът на колебанията в повърхностната вълна се влияе от условията на повърхността. Така че, ако повърхността е неметализирана, тогава нормалните компоненти на тензора на напрежение са нула, а нормалният компонент на вектора на електрическото изместване е непрекъснат.

В случая на метализирана повърхност с метал, който не упражнява механично натоварване (безкрайно малка дебелина), нормалните компоненти на тензора на механичното напрежение са нула, допирателните компоненти на електрическото поле на повърхността при липса на електрически ток са нулеви, а при наличие на свободни заряди на повърхността се претърпява нормална компонента на вектора на електрическото изместване. празнина, равна на плътността на повърхностния заряд.

Горните гранични условия определят структурата и вида на повърхностните вълни, разпространението на които е възможно в средата.

В допълнение към вълните на Рейли с вертикална поляризация активно се използват повърхностни вълни с предимно хоризонтална поляризация на вектора на механичното изместване; течащи вълни с комплексна константа на разпространение дори в среда без загуби и др.

Както насипните, така и повърхностните вълни се използват широко в редица устройства поради тяхната значително по-бавна скорост на разпространение в твърдо вещество (~ m / s) в сравнение с електромагнитните вълни в диелектричните структури (3 · m / c). Това обстоятелство позволява значително да се намали размерът на устройствата и да се изпълнят в интегрирания дизайн. В допълнение, тези вълни са дисперсионни (т.е. нямат зависимост от скоростта на осцилационната честота) и имат малко затихване до свръхвисоки честоти.

Практическото използване на повърхностни акустични вълни (SAW) започна в средата на 60-те години във филтри за аналогова обработка на сигнали, когато бяха предложени и внедрени устройства за тяхното възбуждане - контра-конвертори (IDT).

По-късно, повърхностни акустични вълни (SAW) устройства са били използвани като филтри за средночестотни телевизионни приемници. След това, в радари, дисперсионните линии на закъснение бяха използвани като устройства за формиране и компресиране на линейно честотно модулирани (chirp) сигнали. Благодарение на малкия си размер и тегло с висока надеждност, зоната на използване на повърхностноактивни устройства започва да се разширява бързо.

В допълнение към повърхностните вълни с вертикална поляризация на вектора на механичното преместване (Rayleigh), широко се използват и устройства на повърхностноактивни вещества, използващи повърхностноактивни вещества с хоризонтална поляризация на вектора на механичното изместване (STW), както и изходящи, приповърхностни и насипни акустични вълни.

В момента има голям брой акустоелектронни устройства от различен тип. Сред тях могат да се откроят елементарни, на базата на които се изграждат по-сложни устройства.

Елементарните AEU включват:

· Линии на забавяне без дисперсия (с линейна зависимост на фазата на забавения сигнал от честотата);

· Линии на забавяне на дисперсията (с квадратична зависимост на фазата на забавения сигнал върху честотата);

· Линии за забавяне с многократно натискане с фазово кодиране на забавени сигнали;

· Резонатори, базирани на различни типове повърхностни и насипни вълни;

· Филтри от различен тип, включително напречни, както и на базата на резонатори, използващи различни типове повърхностни и насипни вълни.

Елементарните АЕЦ се използват широко в различни видове компоненти на радиотехническите системи. Сред тези компоненти са следните:

· Сензори на различни физични величини (налягане, въртящ момент и др.);

• Гребенни филтри или филтърни банки - устройства за честотно разделяне на каналите, които имат, като правило, един вход и от два до 40 изхода;

· Устройства за формиране и компресиране на сигнали с различни видове честотна модулация;

· Устройства за формиране и компресиране на фазово кодирани (FCM) сигнали;

• Входни филтри на радиоприемници, филтри на трасето на междинна честота (IF) на радиоприемници и радиопредаватели (например мобилни комуникации);

· Спектърни анализатори на радиосигнали;

· Корелатори, включително корелатори с памет;

· Генератори на високо стабилни сигнали на базата на резонатори на повърхностни и насипни акустични вълни;

· Устройства за измерване и контрол на енергийния потенциал;

· Дуплексери, суматори, сплитери, фазообменници, атенюатори.

Изброените по-горе устройства използват повърхностни или насипни акустични вълни, разпространяващи се в твърдо еластично тяло. Средството за разпространение на еластични вълни не винаги притежава пиезоелектрични свойства. В същото време пиезоелектричният ефект е необходим за възбуждането на акустичните вълни. Следователно, в случай на използване на непиезоелектричен материал, възбуждането на акустичните вълни се извършва с помощта на преобразувател, състоящ се от електроди и пиезоелектричен слой. В този случай, за ефективно предаване на възбудената вълна, преобразувателят трябва да има добър акустичен контакт с непиезоелектричната среда на разпространение на акустични вълни.

Честотният диапазон на устройствата на повърхностни акустични вълни е от 10 MHz до 2 GHz (в лабораторни проби до 5 GHz), а устройствата на насипни акустични вълни достигат 12 GHz.

| следващата статия ==>





Вижте също:

Приложение на явлението свръхпроводимост в измервателната техника

Лентови филтри върху повърхностноактивни вещества

Потенциометричен анализатор

Кондуктометрични сензори

Инкапсулираните рецептори се иннервират

Електромеханична памет

Конзолни сензори, базирани на системи с високо молекулно тегло и биополимери

Методи за производство и почистване на конзоли

Повърхностноактивни резонатори

Механорецептори

Пространствени характеристики

Мощностна спектроскопия

Стационарни и нестационарни ефекти на Джозефсън и тяхното приложение в измервателната техника

Връщане към съдържанието: Физически явления

2019 @ ailback.ru