книги / Селективные акустоэлектронные устройства
..pdfРис.5.4. Дуальные ».хемы РФ
При синтезе РФ резонатор должен быть описан параметрами (5.16-5.24). В
/5 8 / приводятся взаимосвязь этих параметров с топологией и пьезоэлектрическими характеристиками подножки, а параметры ОР связи равны
[iP 'IN НМ
ьы‘ Г х ы+1я
|
1 Nu *l |
|
|
г |
. если |
г |
>1 |
и ч 1 |
. если |
г |
<1 |
Т |
|||
|
Г = |
|
|
|
* 7 |
|
|
N, |
•як,1.1+1 |
|
|
Ig |
и |
|
|
•О и |
|
||
(5.2в)
(5.28)
(8-27)
(5.28)
(5.29)
где bjj - параметры крутизны реактивной проводимости и
сопротивления ОР связи между f-ым и (| + 1)-ым резонаторами; Jjj+1 ,K|J+1
характеристическая проводимость и сопротивление инвертора; г -
коэффициент рассогласования импедэнсов отражательных элементов ОР; Z, Д 0 - волновое сопротивление возмущенной и свободной поверхности
пьезоэлектрика; NJtff1 - число отражательных элементов в ( | , J+1 ) -ой ОР.
При большом числе отражательных элементов ОР параметры крутизны
bRl |
• х щ Равны |
|
|
|
|
|
|
|
njIГ>1 |
f |
<1 ~ 4(U |
i) |
|
(5.30) |
|
|
|
|
|||||
*дв J- порядковый номер OP. |
|
|
|
|
|
||
Параметр крутизны полости между OF* |
|
|
|
||||
|
= |
x *j |
= “JT m»i |
|
|
(531) |
|
|
|
|
|
||||
С учетом (5.25), (5.31) суммарный napaneip |
кружзмм | о т |
i |
тагора |
||||
|
Ь1 = |
bi-u |
+ ь„ |
+ |
|
|
(5.32) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*J - |
XH .J+ X .I+ xw*1 |
|
|
|
||
Для |
РФ с электрической |
связью дополнительный элемент |
иапр |
емкость |
|||
между |
и |+1-ым резонаторами (рис 5 I ) |
вычисляется по формуле |
|||||
|
Си+1= СТ |
|
|
|
|
|
(5.3Э) |
|
|
|
|
|
|
|
|
. Я < * V l или K IJ+l)
где Ст - статическая емкость ВШП.
Реактивная проводимость Bjj+1 и сопротивление Xj |М соответственно равны
ви я e ^JJ+I
(5.34)
X1JM “ *W 1
Емкости C f и CJJ*, приводят к расстройке поло с т м егду ОР. Для
компенсации данного эффекта необходимо ширину полости п » „,,, |
изменить на |
величину |
|
А т |
(5Л5) |
л |
|
Скоректированная ширина полости между ОР. в которой размещен ВШП J- ото резонатор mt* . равна
m * » т „ + Aml(J.,+ Л т || |+, |
(&Э6) |
В результате синтеза РФ уточняются входной и выходной импедансы и
соответственно необходимое значение проводимости генератора и нагрузки
0 | , Он или сопротивлений R't ,
|
|
|
(0.), |
(S3?) |
|
|
|
|
bn |
|
|
|
|
п 4 |
|
|
|
|
|
,fl |
|
|
(6.38) |
|
|
Qf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RH |
(0.). |
|
|
|
|
|
|
||
Г* |
УК1ПШ1ЭЯ HpOQulUMOCU Bîol |
|
i.i.TeMKiji in |
C|0, С,„ лИ |
|
|
|
«го, |
|
|
|
ВШП. к которым подсоединены генератор и н»!ру^-а. вмражакж.я как |
|||||
|
|
0 ÎOI ~ |
,J,o^roi |
(5.39) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
®Тг>.Ш1 |
~ ® 0 С 1. |
|
|
С у" |
!Ч (Н 39) pat. штны входного |
и выхолмот <<т|цнмнпення и равны |
|||
|
ПА нпи |
|
|
I |
|
|
Пв --------------------------- |
|
|||
|
|
(0 ТО1 |
ипИ |
® т,.,нН Р ± / Б * ?) |
|
|
о |
2КВ |(п01 |
ИЛИ п„и) »] |
(5.40) |
|
|
________________________ |
||||
|
|
fi (Ог или |
Он) |
|
|
ta ()>.новации приведенных выражений сосыгыени украшенные алгоритмы |
|||||
сип еза РФ с электрическими |
(рис.5 5), акустическими |
(рис.5.6) и |
|||
комбинированными (рис.5.7) связями между резонаторами. Исходными данными
синтеза являются; центральная частота !0, тип РФ. ширина полосы пропускания
W высота элемента неоднородности ОР h , затухание в полосе запирания на
чаготе |
ю 'а |
, пульсация ЛИ и потери в полосе пропускания |
В. Результатом |
||||||
си !теза |
являются |
следующие |
параметры: |
ширима полости |
ОР-ОР |
)-ого |
|||
рг зонатора |
lmeJ , ширина резонатора !.. период ОР и ВШП d0P , dBUin , входное |
||||||||
и выходное сопротивление РФ |
RA , н в |
дополнительная емкость связи Cjj4l |
|||||||
ч ело резонаторов п |
ширина экрана между |
ВШ 1вК , ширина |
|
|
|||||
ражательной полоски |
OP d |
ширина электрода ВШП dKS ; добротность |
|||||||
1внагруженного резонатора <5^ ; число отражательных элементов OP N |
|
||||||||
(исло э |
ктродов |
ВШП nJJ4| |
ширина РФ |
I |
|
|
|
||
Повторяющиеся части алгоритмов обозначены пунктирами. Основное отличие
■лгоритмов синтеза РФ с акустическими связями между резонаторами (рис.5.6)
по сравнению с электрическими (рис.5.5) заключается в итеррэционмой процедуре
расчета числа отражательных элементов ОРС NJJ+1 так как она определяет
параметры резонатора и степень связи между ними. В алгоритмах приняты
следующие обозначения: m - ширина полости между ОР. необходимая для
Рис«5.7. Алгоритм синтеза РФ с комбинированными связями
для размещения BUI! 1и •.‘•puna; vpJ эфф^шпиная rkupocii: ИЛИ г |
ui ми.» цу |
|
OP, I- порядковый помор группы ре'зонэшроп с элемричеиои мчи акустической |
||
связью между ними |
|
|
Основные параметры и констант мьчзйэ/шыричс. |
uiepnanoo прнпедены |
|
в подпрограммах (таблица 5 I) |
|
|
Для всех алгоритмов блок I является общим и объединен подпрограммой
PROTO. В ней производится расчет числа резонаторов п и элементов прототипа
НЧ. По параметрам g, прототипа НЧ определяются добротности (Qe)A, (Qt)e и
коэффициент связи К. Jfî Для РФК по расчитэнному числу резонаторов определяется структура фильтра. Правила определения структуры фильтра
находятся в подпрограмме TAIS. По числу электродов ВШП и значению г
определяется параметр и.
Блок II алгоритмов РФ в случае РФА и РФК предназначен для расчета
приблизительного числа элементов ОРС (подпрограмма MATT) и точного значения (подпрограмма МАТЕ). В случае РФЭ и РФК определяются значения
реактивной проводгмости (сопротивления) b} ( |
JCj), инверторов |
*lj Jft(K jj+1) , |
||||
величины подстройки |
полостей Amej |
, емкости |
связи |
CJ<J4.t сопротивлений |
||
внешних цепей Rlt |
RH |
величины |
подстройки |
из-за |
действия |
статической |
емкости ВШП AmS0)l Amin п4>1 и осуществляется подстройка каждого резонатора.
В блоке III определяется действие диссипативных элементов в фильтре (подпрограмма DISI и файл данных DIS. DAT), потери в резонаторах (подпрограмма РАК) и выбирается минимальное значение мензгруженной добротности резонаторов Qni (MAXMIN). При помощи подпрограммы DLIN определяется длина ВШП и
ширина полости ОР-ОР. Подпрограмма GRE служит для расчета эффективной
скорости распространения ПАВ на разных участках резонатора, периодов ОР и ВШП, ширины элементов ОР и электродов ВШП. Далее определяется длина ВШП
и скорректированная ширина резонансной полости. Вывод данных синтеза
возможно проводить на разные носители информации: на магнитный диск,
перфоленту или |
экран дисплея /5 9 /. |
5.2 |
A Jro p trrM анализе резонаторны х Ф ильтров |
Исходными данными анализа РФ являются переменные, перечисленные в
таблице 5.2.
После ввода исходных данных согласно алгоритма (рис.5.8) производится расчет: длины ПАВ LAM . емкости секции 8ШП СО, эффективной скорости распространения под OP VQ. длины ВШП - VK, ширины экрана - VË. постоянной
затухания ALFA из-за дифракции, нагрузки воздухом, вязкости материала звукопровода. Опеределяется постоянная распространения ПАВ • акустических
неоднородностях QAMAN и на свободной поверхности звукопровода QAMAT. Присваивается для матрицы передачи фильтра 1Ар1змэчение матрицы передачи
согласующей цепи на входе фильтра. По подпрограммам (таблица 5.3), находящимся
в блоке I рассчитываются матрицы передачи реактивной проводимости (АВ), потерь из-за генерации обьемнмх волн ОВ в OP [ABUL], промежутков OP [ATj,
элементов OP [ANJ, промежутков OP-ВШП [AQ K] Далее определяется матрица
передачи OP [AG R] и ее акустический импеданс ZA,
Задается первая группа резонаторов и исходный номер первого резонатора
группы. В блоке II производится расчет матрицы ВШП. Для этого расчитываются
|
Таблице 5.1 |
|
Полпрограммы синтеза РФ |
Обозначение |
Наименование и назначение подпрограммы |
RRO T O |
Расчет пар;. 1етров элементов фильтра-прото- |
|
типа НЧ |
РАК |
Расчет потерь в резонаторах из-за вязкости |
|
материала звукопровода. нагрузки воздухом, |
|
генерации обьемных волн |
DISI |
Расчет коэффициентов CN для определения |
|
влияния диссипативных элементов на доброт- |
GRE |
ность резонаторов |
Расчет относительного изменения скорости |
|
|
ПАВ из-за закорачивания пьезоэффекта, на |
|
грузки массой, реактивного накопления энер |
OLIN |
гии |
Расчет длины ВШП, экрана, полости |
|
MA X M I N |
Определение максимального и минимального |
LINS |
значения переменной |
Массив двнных параметров ниобата лития YZ- |
|
QUARZ |
среза |
Массив данных параметров пьезокварца ST - |
|
DISDAT |
среза |
Массив коэффициентов СМ для подпрограммы |
|
TAIS |
DISI |
Правила определения структуры фильтра с |
|
MATT |
комбинированной связью |
Расчет приблизительных значений числа эле |
|
MATE |
ментов NN(J,J+1XI»1+1) -ой ОРС |
Определение точного числа элементов ОРС |
|
RE |
Подпрограмма-функция расчета крутизны |
|
реактивной проводимости |
Исходные
Наименование исходных данных
1 лрукгура РФ:
количество резонаторов
количество труп
резонаторов количество резонатров
в i-ой группе
2.Материал звукс'фовода: ниобат лития
-пьезокварц
3.Центральная частота
4.Диапазон рабочих частот
5.Число точек в диапозон частот
6.Число электродов ВШП
7.Число элементов ОР
В.Число полосок l.j+1-ой ОРС
9. Ширина полости для размещения двух ВШП и экрана
10.Ширина экрана
11.Ширина полости для
размещения ВШП
12.Апертура ВШП
13.Толщина метализации
14.Ширина элемента ОР
15.Ширина электрода ВШП
16.Период ОР
17.Период ВШП
1В. Растояние ОР-ВШП
19.Растояние ОРС-ОРС
20.Растояние ВШП-экран
21.Элемент связи:
• емкость
-индуктивность
22.Сопротивление источника сигнала
23.Сопротивление нагрузки
данные
Обозначении в програме
N
GR
NGR(I)
RM
FO
NT
NK
NX
N N(J.JH)
LK2
LEK
LK1
W
H
DGJ
DKJ
DG
DK
LGK
LX
LKE
C(M+1)
ЦМ+1)
RIN
RIS
Таблица 5.2
Единицы
измерения
ш т.
LU T .
ш т.
М Гц М гц ш т. ш т. ш т. ш т.
М
м
м
м
м
м
м
м
м
м
м
м
ф
Гн
Ом
Ом
I |
(кячет |
I |
|
матрицы |
I |
|
OP |
I |
Рис.5.0.Алгоритм анализа РФ