Акустические преобразователи

Пьезоэлектрические преобразователи используют для возбуждения с помощью электрических сигналов акустических волн в ультразвуковых линиях задержки и обратного преобразования их в электрический сигнал.

В настоящее время разработано множество акустических преобразователей.

Наилучшим пока является преобразователь, который изготовляют посредством напыления на торец звукопровода, покрытого металлической пленкой, тонкого слоя сульфида кадмия CdS (см. рис. 2.28).

Рис. 2.28. Акустический преобразователь с напыленной

пленкой сульфида кадмия: 1 – металлическая пленка;

2 – звукопровод; 3 – напыленная пленка сульфида кадмия

Такие преобразователи имеют малые потери (до 12 дБ для пары преобразователей на частотах 300…400 МГц) и широкую полосу пропускания (порядка 30 %) на частотах от 100 до 1000 МГц.

На частотах порядка 10 ГГц в качестве преобразователей используют обедненный слой смещенного в обратном направлении p-n-перехода (рис. 2.29). Выбором напряжения смещения U_см толщину обедненного слоя доводят до десятых долей микрона и модулируют высокочастотным напряжением u_вх.

Рис. 2.29. Акустический преобразователь на p-n-переходе:

1 – золото; 2 – обедненный слой; 3 – GaAs n-типа;

4 – звукопровод

На принципе электромеханического резонанса основано действие прибора, называемого резонистором и представляющего собой транзистор с резонирующим затвором (рис. 2.30).

Затвор З, представляющий собой часть балки, противоположный конец которой закреплен на изоляторе, нависает над каналом между стоком С и истоком И. Под балкой на изоляторе расположен электрод, на который подается входной сигнал. Сила электростатического взаимодействия сигнального электрода с затвором, на который также подано постоянное напряжение смещения, раскачивает балку в случае, когда частота сигнала совпадает с механическим резонансом балки. Вибрирующий затвор модулирует канал, обусловливая наличие переменной составляющей тока в нагрузке R_н. Консоль из золота имеет длину 0,25 мм. Такие резонисторы на частотах 1…45 кГц имеют добротность 100…750. При обратной связи с выхода на вход резонистора можно получить тональный генератор, подобный широко известному камертонному генератору. Разработаны и применяются резонисторы и для более высоких частот, приблизительно до 1 МГц.

Рис. 2.30. Устройство резонистора

3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

ЭЛЕКТРОНИКА

Физические основы

Функциональная диэлектрическая электроника представляет собой направление в функциональной электронике, в котором изучаются явления и эффекты в активных диэлектриках, а также возможность создания приборов и устройств обработки и хранения информации на основе динамических неоднородностей электрической, магнитной или электромагнитной природы.

Поиск по сайту: