Расчёт акустоэлектронных устройств

Задание на курсовую работу
по дисциплине «Функциональная электроника»
РАСЧЕТ АКУСТОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

1. Расчет линии задержки на ПАВ
Описать назначение, область применения, принцип действия, устройство, материалы, используемые в производстве линии задержки (ЛЗ) заданного типа, привести ее основные параметры и характеристики. Произвести синтез ЛЗ в соответствии с исходными данными.

Вариант Тип устройства Исходные данные для синтеза ЛЗ на ПАВ ФИО студента
f0, МГц f, МГц tЗ, мкс Материал звукопровода Структурная схема ЛЗ
2 Дисперсионная акустоэлектронная линия задержки (ДАЛЗ). 100 10 10 Кварц ST возбуждающий (ВШП-1) и приемный (ВШП-2) преобразователи эквивалентны: неаподизированы и эквидистантны


Исходные данные:
f0 - центральная частота, Мгц;
f - полоса рабочих частот, Мгц;
tЗ - время задержки сигнала, мкс;
структурная схема ЛЗ: возбуждающий (ВШП-1) и приемный (ВШП-2) преобразователи эквивалентны: неаподизированы и эквидистантны;
материал звукопровода.


 
Введение
Акустические волны могут существовать в твердых, жидких или газообразных средах, все эти материальные среды нашли широкое применение в технике.
Акустоэлектроника исследует процессы возбуждения, распространения, отражения и приема акустических волн в кристаллах, на основе которых производится синтез акустоэлектронных устройств (АУЭ) для обработки сигналов.
Акустическая волна в твердом веществе представляет собой возмущение, обусловленное деформацией материала. При смещении атомов из положения равновесия, имеющиеся внутренние упругие силы, стремятся вернуть их в исходное положение. Из-за взаимного влияния атомов друг на друга смещение одного из атомов кристаллической решетки вызывает смещение соседнего узла. Таким образом, в результате возникающего возмущения происходит его распространение внутри твердого тела.
Использование на практике поверхностных акустических волн относится к середине 60-х годов, были разработаны фильтры для аналоговой обработки сигнала, на основе устройств для их возбуждения – встречно-штыревых преобразователей (ВШП).
Впоследствии устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), были использованы для реализации фильтров промежуточных частот телевизионных приемников. Еще позднее в радарах были использованы дисперсионные линии задержки для формирования и сжатия сигналов линейно частотно-модулированных сигналов (ЛЧМ). Благодаря своим небольшим размерам и массе, высокой надежности применение устройств ПАВ стало быстро расширяться.
В настоящее время существует много различных типов акустоэлектронных устройств. Среди этих устройств имеются основные простейшие АУЭ, на базе которых реализуются более сложные устройства.
К элементарным АУЭ относят:
– бездисперсионные линии задержки (с линейной зависимо¬стью фазы задержанного сигнала от частоты);
– дисперсионные линии задержки (с квадратичной зависимо¬стью фазы задержанного сигнала от частоты);
– многоотводные линии задержки с кодированием по фазе за¬держанных сигналов;
– резонаторы на основе различного типа поверхностных и объ¬емных волн;
– фильтры различного типа, в том числе трансверсальные, а также на основе резонаторов, использующих различные типы поверхностных и объемных волн.
Элементарные АЭУ широко используются в различного рода компонентах радиотехнических систем. Среди таких компонен¬тов можно выделить следующие:
– датчики различных физических величин (давления, крутя¬щего момента и т. д.);
– гребенчатые фильтры, или банки фильтров, – устройства частотного разделения каналов, имеющие, как правило, один вход и от двух до сорока выходов;
– устройства формирования и сжатия сигналов с различными типами частотной модуляции (используются в радиолокацион¬ных станциях (РЛС), в том числе бортовых РЛС самолетов, кора¬бельных РЛС, наземных РЛС дальнего обнаружения, в головных частях систем самонаведения высокоточного оружия);
– устройства формирования и сжатия фазокодоманипулиро¬ванных (ФКМ) сигналов (используются в РЛС со сжатием им¬пульса и широкополосных системах связи; наиболее популяр¬ным кодом является код Баркера – двухфазный код, дающий относительный уровень боковых лепестков для идеальных сиг¬налов, равный 20lgN где N – число элементарных символов в кодовой последовательности, не превышающее 13);
– входные фильтры радиоприемных устройств, фильтры тракта промежуточной частоты (ПЧ) радиоприемных и радиопе¬редающих устройств (например, мобильной связи);
– анализаторы спектра радиосигналов (радиоразведка);
– корреляторы, в том числе корреляторы с памятью (исполь¬зуются, например, в крылатых ракетах);
– генераторы высокостабильных сигналов на основе резонато¬ров на поверхностных и объемных акустических волнах;
– устройства калибровки по дальности и контроля энерго-потенциала РЛС;
– дуплексеры, сумматоры, разветвители, фазовращатели, ат¬тенюаторы.