отклика фильтра от геометрии встречно-штыревого преобразователя (ВШП). По результатам анализа ТЗ выбирают основные направления проектирования (структуру фильтра и функцию аподизации электродов преобразователя), руководствуясь следующим:

1) наибольшее распространение получили фильтры с равномерной расстановкой электродов ВШП (эквидистантные), содержащие (рис. 3.26, а) аподизованный 4 (с меняющимся перекрытием штырей) и широкополосный 3 преобразователи, у которых потери составляют примерно 12 дБ;

n(fmn)

-oi" fo

о2 7о

oZ f

Рис. 3.26. Структуры акустоэлектронных полосовых фильтров:

Л / - вход; 2, 2 - выход; 3 - широкополосный преобразователь; 4 - аподизованный преобразователь; 5 - многополосковый ответвитель

2) ширина полосы пропускания ВШП обратно пропорциональна его протяженности в направлении распространения поверхностной акустической волны (ПАВ);

3) при синтезе узкополосных фильтров применяют два преобразователя, один из которых имеет большую протяженность и формирует узкую полосу пропускания, а другой (широкополосный) содержит малое число электродов;

4) число электродов узкополосного преобразователя необходимо ограничивать, так как при его увеличении уменьшается сопротивление излучения и увеличиваются фазовые искажения;

5) фильтры, содержащие два широкополосных преобразователя, Между которыми размещается один аподизованный преобразова-

тель (рис. 3.26, б), характеризуются вносимым затуханием, равным 8 дБ (выигрыш в коэффициенте передачи достигается за счет приема обеих частей акустической волны, возбуждаемой входным преобразователем);

6) АЧХ для фильтров, содержащих многополосковый ответвитель 5, выполненный в виде равномерно размещенных электродов, которые перекрывают апертуры преобразователей (рис. 3.26, в), соответствует произведению АЧХ преобразователей (к недостаткам такой структуры относят сложность изготовления фильтра с относительной полосой пропускания, большей 30%).

7) добротность фильтров ограничивается допустимым временем задержки фильтруемого сигнала или конечными размерами зву-копровода;

8) резонаторы на ПАВ могут выполнять функции сверхузко-полосного полосового фильтра с добротностью (10-50)- \0;

9) для реализации фильтров, согласованных с внешними электрическими цепями, используют многоэлементные преобразователи, имеющие неравномерное распределение электродов (неэквидистантные) с последовательным (рис. 3.26, г) и встречным (рис. 3.26, д) расположением преобразователей;

10) для достижения высокой прямоугольности АЧХ в широкополосных фильтрах рекомендуется использовать неэквидистантные преобразователи, включенные в одном направлении, а не встречно, как это делают для фильтров сжатия ЧМ-сигнала;

11) для структуры, изображенной на рис. 3.26, г, ширина полосы пропускания определяется разностью -/„ неэквидистантного преобразователя, а коэффициент прямоугольности - произведением 4A/=Q> где ts = lh - время задержки электрического сигнала в одном неэквидистантном преобразователе длиной /, с добротностью Q; о - скорость распространения ПАВ.

Рекомендации по вьшолнеиню расчета наиболее подробно изложены в [6, 7]. Кроме того, необходимо изучить соответствующие разделы [1]. Расчет рекомендуется выполнять в такой последовательности.

1. На основании требований ТЗ и принятых ранее решений выбирают материал для пьезоподложки фильтра, обращая внимание на характеристики, приведенные в табл. 3.8.

Для получения высокой температурной стабильности параметров фильтра используют пьезокварц. Однако большие потери и малый коэффициент электромеханической связи снижают добротность фильтра. Используя, например, ииобат лития, можно достичь большей добротности, но температурная стабильность параметров будет значительно хуже, чем при применении пьезокварца.

Скорость распространения ПАВ определяет минимальное вре.мя задержки фильтруемого сигнала при прочих равных условиях. На данном этапе необходимо выбрать и материал для пленочных металлических слоев, так как в рассматриваемом случае предъявляются повышенные требования к адгезии металлических пленок

к материалу звукопровода. Часто для изготовления ВШП используют алюминий с подслоем ванадия на кварце, ниобате лития, горячепрессованной пьезокерамике, а пленки из золота или меди с подслоем хрома на германате висмута. Кроме того, при выборе металла необходимо принимать во внимание стоимостные показатели, рабочую частоту, максимальную длину образца для выбранного типа среза, имеющееся на предприятии оборудование и другие факторы.

2. Определяют ориентировочное число пар электродов эквидистантного преобразователя. Основным фактором при выборе является его влияние на добротности Qa и Q, так как Qa=/o/{AF)= =fjN, Q=nl{AklN), где Qa - акустическая добротность; Q,- добротность последовательного контура, содержащего емкость Сп преобразователя и компенсирующую индуктивность Lk, включаемую для согласования преобразователя с внешними цепями.

При Qa=Q3 ширина полосы пропускания согласующего электрического контура равна ширине полосы преобразователя и, следовательно, обеспечивается полное согласование электроакустического тракта в рабочей полосе частот фильтра, т. е. преобразователь эффективно работает при низком уровне отражения в трак-