Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Характеристики встречно-штыревых преобразователей


 

Существует ряд упрощенных моделей, на основе которых проводится исследование основных особенностей работы преобразователей ПАВ и их конструировании.

Рассмотрим эквивалентную электрическую схему Мезона, на которой первый (1-1`) и второй (2-2`) входы акустические, а третий (3-3`) - электрический.

 

 

Рисунок 7 - Эквивалентная схема Мэзона встречно-штыревого преобразователя (простого).

 

Со стороны акустических входов она представляет собой аналог длинной линии с характеристическим сопротивлением Z0 и фазовым углом Q:

где w - частота сигнала.

wa - частота акустоэлектрического синхронизма (резонансная частота).

Напряжение Ui на i-м акустическом входе является электрическим аналогом акустической силы Fi поверхностной волны, а ток ii электрическим эквивалентом скорости частиц Среды VC. Эти величины связаны следующим образом:

где ; h – пьезоконстанта материала подложки;

CS – статическая емкость секции преобразователя.

 

Произведение тока и напряжения на акустических входах характеризует мощность акустической волны, а отношение напряжения к току — электрический эквивалент механического сопротивления упругой Среды Z0:

- коэффициент электромеханической связи

- скорость ПАВ на металлизированной поверхности

- скорость ПАВ на не металлизированной поверхности

 

Для эквивалентной схемы секции преобразователя можно получить матрицу Y-параметров, которая имеет следующий вид:

 

 

Где:

 

 

Симметрия приведенной выше схемы определяет равенство собственных и взаимных проводимостей матрицы со стороны акустических входов, т.е. y11=y22, y12=y21, y13=y31, y23=y32. Противоположность направлений излучения поверхностной волны из акустических выходов 1 и 2 отражается разными знаками в элементах взаимных проводимостей.

Чисто реактивный характер элементов матрицы взаимных и собственных проводимостей является следствием предположения об отсутствии потерь в эквивалентной схеме Мэзона. Таким образом, данная модель преобразователя не учитывает омические потери в материале электродов, потери в пьезоматериале при распространении ПАВ вдоль преобразователя, потери связанные с паразитным возбуждением объемных акустических типов колебаний.



Эквивалентную электрическую схему преобразователя, состоящего из N пар электродов, можно получить из N эквивалентных электрических схем отдельных секций, соединяя их акустические входы последовательно, а электрические параллельно. Эта эквивалентная схема описывается матрицей Y-параметров:

 

Ст=NСs

Рисунок 8 - Эквивалентная схема многоэлектродного ВШП.

Полученные выражения Y-параметров позволяют определить характеристики ВШП со стороны электрического входа, например его входную проводимость. Рассмотрим ВШП, излучающий ПАВ в бесконечную акустическую среду. Это соответствует подключению к акустическим входам преобразователя на эквивалентной схеме электрического эквивалента механического сопротивления упругой среды Z0.

Рисунок 9 - Эквивалентная схема ВШП, излучающего в бесконечную акустическую среду.  

 

Используя матрицу Y-параметров, можно определить входную проводимость ВШП:

где - активная составляющая проводимости излучения.

- реактивная составляющая проводимости излучателя.

- значение активной составляющей проводимости на частоте

Приближения в выражениях для и справедливы лишь вблизи в полосе частот, удовлетворяющих условию .

Частотные зависимости активной и реактивной составляющих проводимостей излучения преобразователя для двух значений N приведены на следующем рисунке:

Рисунок 10 - Зависимость активной и реактивной составляющих проводимостей излучения ВШП от частоты.

 

Отметим, что эквивалентная схема Мезона не учитывает разницу в скоростях распространения ПАВ на свободной и V и металлизированной VM поверхностях пьезоэлектрика при прохождении волны вдоль ВШП и, следовательно, не учитывает явления, связанные с отражением ПАВ от граней штырей преобразователя.

Влияние этих отражений возрастает с увеличением количества пар электродов в преобразователе и при большом из числе амплитудно- и фазочастотная характеристики преобразователя значительно искажаются.

Число пар электродов Nкр, для которого эти отражения становятся заметны, обратно пропорциональны относительной разности скоростей т.е. тем больше, чем слабее используемый пьезоэлектрик. Для кварца Nкр равно 100-200.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Поверхностные акустические волны | Цепи нейтрализации статической емкости преобразователей

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 303; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.