Акустоэлектронные измерительные средства - Разработка системы управления средствами упорядочения среды ГАЛ механического производства

Эти приборы реализуют совокупность достижений акустоэлектроники - раздела акустики, находящегося на стыке нескольких научных направлений - акустики твердого тела, физики полупроводников, сегнетоэлектриков и радиоэлектроники. В основе акустоэлектроники лежат исследования принципов построения ультразвуковых устройств с различными функциональными возможностями, а также разработка и серийный выпуск акустоэлектронных изделий.

В акустоэлектронных устройствах используются звуковые и ультразвуковые волны широкого диапазона частот от единиц до десятков ГГц. В низкочастотной области акустоэлектронные изделия выполняются на основе пьезокерамических материалов, позволяющих преобразовывать звуковые и ультразвуковые сигналы в электрические и обратно, что дает возможность создать очень много акустоэлектронных изделий, работающих в диапазоне от единиц до 30 МГц.

Для высокочастотного диапазона широко используются как объемные акустические волны (ОАВ), так и поверхностные акустические волны (ПАВ). Основным преимуществом ПАВ является доступность волнового фронта, что позволяет снимать сигнал и управлять распространением волны в любых точках звукопровода, а также управлять характеристиками этих устройств и создавать многочисленные устройства с различными функциями.

Современные акустоэлектронные приборы обычно представляют собой структуры резонансного типа. Принцип действия многих из них основан на использовании пьезоэффекта.

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на поверхности твердого тела под воздействием механических напряжений. Обратный пьезоэффект проявляется в изменении геометрических размеров тела под действием приложенного напряжения.

Исторически первым материалом, нашедшим применение в акустоэлектронике, был монокристалл кварца. На его основе реализуются различные акустоэлектронные приборы, наиболее распространенным среди которых является кварцевый резонатор.

Кварцевый резонатор представляет собой однородную пластину кварца. В кварцевом резонаторе возбуждаются ОАВ в виде продольных колебаний по типу сжатие-растяжение. Основным электрическим параметром кварцевых резонаторов является частота, вблизи которой изменение импеданса имеет резонансный характер. Эта частота жестко фиксирована. Основной размер, определяющий частоту продольных колебаний кварцевого резонатора это длина пластины.

Кварцевые резонаторы по сравнению с резонаторами из других материалов обладают наибольшей стабильностью частоты и отличаются высокой добротностью.

В теле однородной кварцевой пластины нельзя обнаружить область, соответствующую индуктивности, емкости или сопротивлению. Тем не менее, кварцевая пластина выполняет функции резонатора, т. е. заменяет несколько реактивных элементов и резисторов. В кварцевом резонаторе возбуждаются резонансные механические колебания за счет приложения к нему переменного электрического поля, и, наоборот, при возбуждении колебаний механическим путем на обкладках резонатора появляется электрическое напряжение, при этом резонатор должен иметь механическую связь с источником колебаний.

Похожие статьи




Акустоэлектронные измерительные средства - Разработка системы управления средствами упорядочения среды ГАЛ механического производства

Предыдущая | Следующая