Przedmiotem wynalazku jest uklad do transmi¬ sji powierzchniowych f^l sprezystych.Linie akustyczne lub filtry powierzchniowych fal sprezystych obejmuja zwykle przetwornik wej¬ sciowy lub nadawczy i przetwornik wyjsciowy lub odbiorczy, które sa zrealizowane za pomoca elek¬ trod w postaci grzebieni rozmieszczonych na po¬ wierzchni piezoelektrycznego podloza.Gdy przetwornik wejsciowy odbiera sygnal w postaci przemiennego napiecia elektrycznego, wy¬ twarza' on powierzchniowe fale sprezyste typu Rayleigh'a. Fale te sa odbierane przez przetwor¬ nik wyjsciowy, który wytwarza sygnal wyjscio¬ wy w postaci napiecia elektrycznego, którego zmienna amplituda zalezy od wybranego rodzaju drgan i od ksztaltu elektrod. Jednakze amplituda fali powierzchniowej dostarczanej przez filtr jest czesto zaklócana przez fale pasozytnicze, powsta¬ jace wskutek wielokrotnych odbic fali pierwotnej na przetworniku wyjsciowym.Stan techniki.Znane sa rózne systemy tlumienia fal pasozyt¬ niczych, jednak pracuja one na pojedynczej cze¬ stotliwosci, lub na pewnym pasmie czestotliwosci, które jest bardzo waskie przed pasmem przepu¬ stowym filtru tworzonego przez linie akustycz¬ na.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjed¬ noczonych nr 3573673 uklad do eliminacji inter- 10 25 ferencji miedzy odbitymi falami rozchodzacymi sie po powierzchni podloza, na którym sa umieszczo¬ ne przetworniki nadawczy i odbiorczy w ukla¬ dzie posiadajacym srodkowy przetwornik nadaw¬ czy i dwa przetworniki odbiorcze umieszczone- po obu stronach przetwornika nadawczego. Miedzy przetwornikiem nadawczym i przetwornikiem od¬ biorczym sa umieszczone ekrany. Jednakze uklad taki nie eliminuje fal odbitych przez przetwor¬ niki odbiorcze.Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku za¬ wiera elementy wprowadzajace przesuniecie fazo¬ we powierzchniowej fali sprezystej, umieszczone pomiedzy przetwornikiem nadawczym a jednym z przetworników odbiorczych i przystosowane do wprowadzenia przesuniecia fazowego równego -77/2 miedzy powierzchniowymi falami sprezystymi, wy¬ tworzonymi przez przetwornik nadawczy i prze¬ slanymi do przetworników odbiorczych.W jednym wykonaniu ukladu wedlug wynalaz¬ ku elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe stanowia plytke metalowa o danej dlugosci, przy 1 czym ta dlugosc wynosi L = , 1 :4f Av 4f (^-^) gdzie v jest predkoscia rozcho¬ dzenia sie powierzchniowej fali sprezystej w pod- 110 354110 354 3 * 4 lozu, vm jest predkoscia rozchodzenia sie powierz¬ chniowej fali sprezystej w podlozu wyposazonym w plytke, Av = (vm—v) oraz f jest czestotliwos¬ cia powierzchniowej fali sprezystej.W innym wykonaniu ukladu wedlug wynalaz¬ ku elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe stanowia strefe podloza, otrzymywana przez bom¬ bardowanie jonami podloza utworzonego z kwar¬ cu monokrystalicznego, dla uzyskania kwarcu bez- pOistaciowego. W tej strefie o dlugosci Lo ^. • •—: , gdzie vc jest predkoscia "rozchodzenia^ sie powierzchniowej fali sprezystej w podlozu monolkrystalicznym, va jest predkoscia rozchodzenia sie- fali sprezystej w kwarcu bezpo¬ staciowym, -a (Av)2 = (va—vc).•W-jeszcze innym wykonaniu ukladu wedlug wy¬ nalazku elementy wprowadzajace przesuniecie fa¬ zowe stanowia siec linii prostych równoleglych do siebie i prostopadlych do kierunku rozchodze¬ nia sie .powierzchniowej fali sprezystej, poddawa¬ nej przesunieciu fazowemu, otrzymanych w wy¬ niku erozji podloza, przy czym ta siec ma dlugosc 1 vr2 Lo ~ : — , gdzie v jest predkoscia rozcho- — 4f (Zlv)3 dzenia sie powierzchniowej fali sprezystej w pod¬ lozu piezoelektrycznym, vr jest predkoscia roz¬ chodzenia sie tej fali w sieci, a {Av)$ = (vr—v).Metalowa tasma ekranujaca o danej dlugosci jest umieszczona na podlozu miedzy przetworni¬ kiem nadawczym a przetwornikiem odbiorczym oraz dlugosc plytki wtedy jest równa Li = L + 1.Wedlug innego wykonania ukladu po obu stro¬ nach przetwornika nadawczego, odpowiednio przed pierwszym przetwornikiem odbiorczym i drugim przetwornikiem odbiorczym sa usytuowane dwie metalowe tasmy ekranujace o tej samej szeroko¬ sci.Zalety wynalazku. Elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe sa umieszczone miedzy prze¬ twornikiem nadawczym a jednym z przetworni¬ ków odbiorczych w taki sposób, ze wprowadzaja przesuniecie fazowe równe 77/2 miedzy falami do¬ chodzacymi kolejno do przetworników odbiorczych i tym samym powoduja to, ze fale, odbite od¬ powiednio przez kazdy z tych przetworników od¬ biorczych, maja fazy przeciwne na poziomie prze¬ twornika nadawczego i wzajemnie sie znoisza.Objasnienie figur rysunku. Przedmiot wynalaz¬ ku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad wedlug wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 2 — uklad wedlug wynalazku, w którym ele¬ ment wprowadzajacy przesuniecie fazowe ma po¬ stac strefy wytwórzonej przez bombardowanie po¬ dloza jonami, fig. 3 — uklad wedlug wynalazku, w którym element wprowadzajacy przesuniecie fazowe ma postac sieci liniowych wglebien na po¬ wierzchni podloza.Przyklad wykonania. Przedstawiony na fig. 1 uklad do transmisji powierzchniowych fal spre¬ zystych zawiera podloze Sj z materialu piezoelek¬ trycznego (na przyklad z niobianu litu), przetwor¬ nik nadawczy TE umieszczony na srodku podlo¬ za Sj i posiadajacy dwie elektrody 1 i 2, tworza¬ ce dwa wchodzace w siebie grzebienie z zebami o nierównych dlugosciach, dwa przetworniki od¬ biorcze TR1 i TR2 utworzone odpowiednio przez elektrody 3, 4 i 5, 6, przy czym elektrody te sa dolaczone do obciazenia Q w taki sposób, aby na poziomie przetworników odbiorczych TR1 i TR2 fa¬ le Oi i 02 emitowane w dwu przeciwnych kie¬ runkach przez przetwornik nadawczy TE byly w fazie przy braku przeszkód, elementy wprowadza¬ jace przesuniecie fazowe, które umieszczone sa miedzy przetwornikiem nadawczym TE a jednym z przetworników odbiorczych TR1 lub TR2 (TR1 na fig. 1) i wprowadzajace przesuniecie fazowe 77/2 miedzy falami padajacymi odpowiednio na prze¬ tworniki odbiorcze TR1 i TR2 oraz nowe przesu¬ niecie fazowe 77/2 miedzy falami odbijanymi przez nie w taki sposób, ze te fale Oj i 02 na poziomie przetwornika nadawczego TE posiadaja fazy prze¬ ciwne i znosza sie. Te elementy przesuwania fa¬ zowego1 moga byc wykonane w rózne sposoby. Po¬ nizej przedstawione sa trzy przyklady wykonania tych elementów.W pierwszym przykladzie przedstawionym na fig. 1 przesuniecie fazowe fali Oi w stosunku do fali 02 jest uzyskiwane za pomoca elektrycznie przewodzacej plytki Pi, umieszczonej na podlozu Si, miedzy przetwornikiem nadawczym TE a prze¬ twornikiem odbiorczym TRi. Ta plytka Pi moze stanowic cienka warstwe metalowa (z aluminium lub na przyklad ze zlota) osadzona na podlozu Si przez naparowanie pod próznia, przy czym pod¬ loze Si jest wykonane na przyklad z niobianu li¬ tu. Obecnosc plytki Pi wprowadza do podloza przesuniecie fazowe v vm/ miedzy falami Oi i 02, przy czym v jest pred¬ koscia rozchodzenia sie fali Oi w podlozu, vm jest predkoscia rozchodzenia sie fali Oi w strefie me¬ talizowanej, to jest w plytce Pi, f jest czestotli¬ woscia fal Oi i 02.Jezeli nie wystapi zadna przeszkoda w oddzia¬ lywaniu pomiedzy przetwornikiem nadawczym TE a przetwornikiem odbiorczym TRi wymagane prze¬ suniecie fazowe Acfr = Uli jest uzyskiwane dla dlugosci L plytki Pi równej: 1 ~ 1 v2 gdzie: Av = (vm—v).W dzialaniu, fala Oi zostaje przesunieta w fa¬ zie o wartosc A(& = 77/2 w stosunku do fali 02, gdy obie fale dochodza odpowiednio do przetwor¬ ników odbiorczych TRi i TR2. Fala Oi podlega no- . wemu przesunieciu fazowemu 77/2, gdy odbita przez przetwornik odbiorczy TRi przechodzi ona ponow¬ nie przez plytke Pi, wskutek czego odbite fale Oi i 02 maja fazy przeciwne, gdy dochodza one ponownie do przetwornika nadawczego TE.W celu unikniecia bezposredniego promieniowa¬ lo 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 110 354 6 nia miedzy przetwornikiem nadawczym TE a prze¬ twornikiem odbiorczym TR2, miedzy tymi dwoma przetwornikami jest umieszczona elektrycznie prze¬ wodzaca tasma B, która moze stanowic cienka warstwa metalowa o takim samym charakterze co plytka Pj (na przyklad aluminium lub zloto).Tasma B .tworzy ekran elektroistatyczny, który mo¬ ze byc dolaczony do masy, jak plytka Pi.Jezeli dlugosc tasmy metalowej B (fig. 1) jest równa 1, dlugosc Lj plytki Pi przesuwania fazo¬ wego powinna byc równa: . Li = L + 1 w celu uzyskania wymaganego przesuniecia fazo¬ wego A0 — 77/2 miedzy falami Oi i 02 docho¬ dzacymi odpowiednio do przetworników odbior¬ czych Tri i TR2.Jezeli podloze (podloze S2 na fig. 2) tworzy plyt¬ ka moinokrystalicznego kwarcu, elementy przesu¬ niecia fazowego moga byc wykonane przez bom¬ bardowanie jonowe podloza S2 w strefie Z z gó¬ ry ustalonej dlugosci L2. W tej strefie Z z wpro¬ wadzonymi jonami, usytuowanej miedzy przetwor¬ nikiem nadawczym TE a przetwornikiem odbior¬ czym Tri, doprowadzony do formy bezpostacio¬ wej kwarc wykazuje wlasciwosci propagaeyjne od¬ mienne od wlasciwosci propagacyjnych kwarcu krystalicznego. W strefie kwarcu bezpostaciowe¬ go predkosc va rozchodzenia sie fal powierzchnio¬ wych jest wieksza (vavc), przy czym vc jest predkoscia rozchodzenia sie w kwarcu krystalicz¬ nym. Przesuniecie fazowe A& = 77/2 jest uzyski¬ wane, jezeli dlugosc strefy zaszczepionej jest rów¬ na : L --L-*S- 2 4f (Av)2 gdzie: (Av)2 = va—vc.Odbita fala Oi podlega wiec dwukrotnie prze¬ sunieciu fazy o 77/2 i na poziomie przetwornika nadawczego TE ma faze przeciwna z odbita fala 02, wskutek czego znosza sie one.W trzecim przykladzie wykonania (fig. 3) ele¬ menty przesuwania fazowego zawieraja siec R wglebien i wystepów wykonanych w piezoelektry¬ cznym podlozu S3, w liniach prostych równole¬ glych do siebie i prostopadlych do kierunku roz¬ chodzenia sie fal powierzchniowych. Efekt zmian masy wywolany w strukturze powierzchniowej po¬ dloza wprowadza zmiane predkosci rozchodzenia sie fal sprezystych powierzchniowych, przy czym róznica miedzy predkosciami vr i v rozchodze¬ nia sie w podlozu poddanym obróbce i w podlo¬ zu nie poddanym obróbce okresla dlugosc L3 sie¬ ci R, niezbedna do uzyskania przesuniecia fazy 77/2 miedzy falami Oi i 02, dochodzacymi odpo¬ wiednio do przetworników odbiorczych TRi i TR2; a wiec przesuniecie fazy 77 miedzy falami Oi i 02 odbitymi przez przetworniki odbiorcze TRi i TR2 i dochodzacymi do poziomu przetwornika nadaw- lL v2 czego TE. Dobiera sie L3 = — . — , przy czym 4f (Av)q (zJv)3 = (vr—v).W obu ostatnich przykladach rozwiazania, two¬ rzace ekrany tasmy metalowe B sa umieszczone przed kazdym z przetworników odbiorczych Tri i TR2 i moga byc dolaczone do masy. Te tasmy ekranujace maja identyczna dlugosc li (fig. 2).Uklad do transmisji powierzchniowych fal sprezystych wedlug wynalazku umozliwia elimi¬ nowanie „echa potrójnego" powodowanego odbi¬ ciami fal na przetwornikach odbiorczych TRi i TR2 w stosunkowo znacznym*pasmie czestotliwosci (10% 10 przenoszonej czestotliwosci srodkowej, w przybli¬ zeniu). Taki uklad moze byc korzystnie stosowany do wykonywania filtrów telewizyjnych, których pasmo przepustowe Ai jest rzedu dziesiatej czesci przenoszonej czestotliwosci srodkowej fo- 15 Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do transmisji powierzchniowych fal sprezystych zawierajacy podloze piezoelektryczne, 20 zespól przetworników elektromechanicznych usy¬ tuowany na powierzchni tego podloza i umozliwia¬ jacy selektywne przenoszenie energii przez powie¬ rzchniowe fale sprezyste, przy czym ten zespól przetworników obejmuje przetwornik nadawczy, 25 majacy ksztalt dwu zachodzacych na siebie grze¬ bieni .usytuowanych w srodkowej czesci podloza i dwa przetworniki odbiorcze, majace ksztalt za¬ chodzacych na siebie grzebieni, usytuowane w spo¬ sób symetryczny po ofou stronach przetwornika nadawczego, znamienny tym, ze zawiera elemen¬ ty wprowadzajace przesuniecie fazowe powierz¬ chniowej fali sprezystej, umieszczone pomiedzy przetwornikiem nadawczym (TE) a jednym z prze¬ tworników odbiorczych (Tri, TR2) i przystosowane do wprowadzania przesuniecia fazowego równego 77/2 miedzy powierzchniowymi falami sprezysty¬ mi (Oi, 02) wytworzonymi przez przetwornik na¬ dawczy (TE) i przeslanymi do przetworników od¬ biorczych (TR1, TR2). 40 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe sta¬ nowia plytke metalowa (Pi) o dlugosci JL), przy czym L = -1 ^ J_ • jl gdzie v 4f(^L__L\ u A,'g \ V Vm/ jest predkoscia rozchodzenia ,sie powierzchniowej fali sprezystej w podlozu, vm jest predkoscia roz¬ chodzenia sie powierzchniowej fali sprezystej w podlozu, wyposazonym w plytke (P^, Av = (vm— —v) oraz f jest czestotliwoscia powierzchniowej fali sprezystej. 3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 55 elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe sta¬ nowia strefe (Z) podloza (S2), otrzymywana przez bombardowanie jonami podloza utworzonego z kwarcu .monokrystalicznego, dla uzyskania kwar¬ cu bezpostaciowego w strefie (Z) o dlugosci L2 q^ ll 1 v2 60 = -— • • —~— gdzie vc jest predkoscia roz- 4 f l,(Av)2 chodzenia sie powierzchniowej fali sprezystej, w podlozu monokrystalicznym, va jest predkoscia rozchodzenia sie fali sprezystej w kwarcu bez¬ postaciowym, a (Av)2 = (va—vc).110 354 4. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy wprowadzajace przesuniecie fazowe sta¬ nowia siec (R) linii prostych równoleglych do sie¬ bie i prostopadlych do kierunku rozchodzenia sie powierzchniowej fali sprezystej, poddawanej prze¬ sunieciu fazowemu otrzymanych w wyniku ero¬ zji podloza (S3), przy czym siec (R) ma dlugosc gdzie v jest predkoscia rozeho- T 1 V2r 3 - 4f (Av)3 dzenia sie powierzchniowej fali sprezystej w pod¬ lozu piezoelektrycznym, vr jest predkoscia rozcho¬ dzenia sie tej fali w sieci (R) a (Zlv)3 = (vr—v). 5. Uklad wedlug zastrz. 1, albo 2, znamienny 10 S tym, ze zawiera metalowa tasme ekranujaca (B) o dlugosci (1) umieszczona na podloza (Sj) mie¬ dzy przetwornikiem nadawczym (TE) a przetwor¬ nikiem odbiorczym (TR2) oraz dlugosc plytki (Pi) jest równa Lj = L + 1. 6. Uklad wedlug zastrz. 1 albo 3 albo 4, zna¬ mienny tym, ze po obu stronach przetwornika nadawczego (TE), odpowiednio pod pierwszym przetwornikiem odbiorczym (TR1) i drugim prze¬ twornikiem odbiorczym (TR£) sa usytuowane dwie metalowe tasmy ekranujace (Bj) o takiej samej dlugosci. ?s.2 BK R @tJ rro.3 DN-3, zam. 94/81 Cena 45 zl PL PL