дополнительных штырей рекомендуется брать в 2 раза меньше шага активных электродов преобразователя.

Следует отметить, что в отличие от классических структур преобразователей существует множество их модификаций, позволяющих обеспечить выполнение различных требований ТЗ. Приведем несколько примеров.

Однонаправленный преобразователь ПАВ, описанный в [5, 6], состоит из двух ВШП 1, 2, расположенных в общем акустическом потоке на расстоянии /=Я (я+0,25), где я - целое число (рис. 3.32). Один из преобразователей питается от источника входного напряжения со сдвигом фазы, равным 90°. Работа данного преобразователя основана на взаимной компенсации двух волн (вблизи частоты акустического синхронизма), излучаемых в одном из направлений и сум-

Рис. 3.32. Схема однонаправленного ответвителя ПАВ

Рис. 3.33. Схема преобразователя ПАВ с электродами, расположенными под углом а друг к другу

мировання их в противоположном. Потери на один преобразователь составляют примерно 2 дБ. Основным достоинством является существенное уменьшение уровня отраженных сигналов.

Рассмотрим структуру преобразователя, показанную на рис. 3.33. В данной модификации электроды расположены под углом a=3-f-10° друг к другу, что обеспечивает изменение расстояния между противофазными электродами в пределах их апертуры от imi-a ДО /max- В результате частота возбуждаемого сигнала изменяется соответственно от/та до/min, rfle/ma=a/(2/miii); /min=i/(2/max)- Ширина полосы пропускания преобразователя А/<=(у/2)[(/тзх-min) max/min]- Значение шага h в пределах апертуры определяет ширину полосы пропускания, а выбранное число пар электродов - оптимальное его согласование с внешними цепями.

Одним из методов изменения сопротивления излучения эквидистантного преобразователя является изменение коэффициента заполнения преобразователя, равного отношению ширины электродов преобразователя к их шагу. На рис. 3.34, а изображена структура преобразователя, частотная характеристика которого описывается функцией sincx, где x=nN[{f-fo)lfa], f(,=vl(2h) - центральная частота фильтра. Граничные частоты полосы пропускания: /н=/о-(Д/2); /в=/о+(А2). Ширина полосы пропускания fi.F=fjN.

Данные примеры являются попыткой убедить читателя в возможности проявления творческого подхода к выбору структуры преобразователя, в результате чего может явиться новая его модификация. Наиболее полными источниками по данному вопросу являются [5, 6].

4. Выполняют синтез структуры акустоэлектронного фильтра. Определяют длину звукопровода*

и = vT, + + -f + 2 (/а + h),

* На примере структуры фильтра, показанной на рис. 3-26, г.

где /вх = (с!вх + вх) Лвх-вх-длина входного преобразователя; 4ых = (4ых + /гвых) 2Лвых-Лвых-длина ВЫХОДНОГО преобразователя; /1 = 84-10 мм-расстояние между преобразователями (выбирают из условия минимальной электромагнитной связи); /3 = 5 -г 10 мм - расстояние между крайним электродом преобразователя и торцевой гранью звукопровода (находят с учетом оборудования предприятия и допустимым переотражением ПАВ); -ширина общей шины решетки преобразователя.

Для снижения дифракционных искажений проверяют выполнение неравенства k minA- Если данное условие не выполняется, то корректируют структуру фильтра, вводя, например, между активными / пассивные 2 штыри (рис. 3.34, б).

/777/

Рис. 3.34. Схема преобразователя ПАВ:

а - с переменным коэффициентом заполнения; б - с пассивными штырями (штриховка выполнена условно)

Ширина звуконровода фильтра L = W + 2ls, где = = 5-10 мм-расстояние между общей шиной решетки преобразователя и продольной гранью звукопровода (определяется оборудованием предприятия).

Полученные значения и сравнивают с аналогичными, достижимыми размерами звукопровода. При возможности реализации рассчитывают структуру фильтра и определяют его АЧХ [5, 7].

Для последовательного расположения электродов входного и выходного неэквидистантных многоэлементных преобразователей

2 W„exp{jx„2Kf/v)

п= 1

ехр(-/2я „/у),

где Хп - координата электрода; /„ -расстояние между идентичными элементами входного и выходного преобразователей (для структуры, изображенной на рис. 3.26, г, величина постоянная).

Для аналогичной структуры, но со встречно расположенными электродами (см. рис. 3.26, д)

Я(/) =

2 ехр {jx„2nf/v}Y ехр [-j2nfl„(f)/v],

где Inif) - составляющая, определяющая закон изменения результирующей фазовой характеристики.

Для фильтров, у которых выходной преобразователь является зеркальным отражением входного,

2 W„ exp (/х„2я о)

ехр(-/2л/В/о).

где В - расстояние между началом входного и концом выходного преобразователей.

В общем случае (когда преобразователи не идентичны)

Я(/) = 2 2 W„We[i2nf{x,,-x)lvl

п= 1 к= 1

где Л1, Л2 -число электродов; Wn, Wk - апертуры; x„, Хк- координаты электродов входного и выходного преобразователей.

Для фильтра с одним широкополосным преобразователем, а с другим узкополосным:

Н if) = СН, (/) = с 2 Wn exp (/х„2л и),

п = 1

где С - постоянная, определяемая частотной характеристикой широкополосного преобразователя согласно (3.5).

Близость заданной АЧХ F{f) к достигнутой H(f) оценивают путем вычисления дисперсии по формуле

nu/h

а== S [Hi})-F{f)rdf,

-nv/h.

-м-1

2

п = М + 1 п= - со /

oIm.inM 2 +2 )wi

5. Выполняют коррекцию АЧХ. Данный этап не является обязательным, и решение на корректировку принимается по результатам расчета дисперсии. Следует иметь в виду, что коррекцию чаще всего производят при разработке структуры фильтров, содержащих эквидистантные преобразователи, так как для них характерен большой уровень боковых лепестков АЧХ. Как правило, при коррекции используют метод весовой запитки преобразователя. Приведем примеры аподизации эквидистантного преобразователя методом весовой запитки.

На рис. 3.35 изображен полосозадающий преобразователь, запитку которого осуществляют емкостным делителем, так как суммирующие шины / преобразователя изолированы от электродов 3 тонким слоем диэлектрика 2, а каждый электрод 3 оканчивается расположенной над поверхностью шины металлической площадкой 4.Таким образом, между площадкой (в данном случае она выполняет функции первой обкладки) и шиной (вторая обкладка) образуется нагрузочная емкость Сн(, значение которой можно определить, пользуясь формулой для пластинчатого