Акустический фазовращатель

 

АКУСТИЧЕСКИЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ , содержащий звукопровод, выполненный в виде многогранника, на одной наклонной грани которого размещен входной преобразователь , а на другой наклонной грани - выходной преобразователь и на соответствующих плоскопараллельных гранях размещены электроды, соединенные с выходом источника управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, звукопровод выполнен из кубического параэлектрика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я1)„„1150730 д

4СВ Н 03 Н 9/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

С0

Ф г.1 (21) 3589622/40-23 (22) 05.05.83 (46) 15.04.85. Бюл. № 14 (72) В. М. Петров, В. Н. Любимов и и В. И. Альшиц (53) 621.374.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 886214, кл. Н 03 Н 9/72, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 525229, кл. Н 03 Н 9/30, 1973 (прототип). (54) (57) АКУСТИЧЕСКИЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий звукопровод, выполненный в виде многогранника, на одной наклонной грани которого размещен входной преобразователь, а на другой наклонной грани — выходной преобразователь и на соответствующих плоскопараллельных гранях размещены электроды, соединенные с выходом источника управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, звукопровод выполнен из кубического параэлектрика.

1150730

50

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в акустоэлектронных устройствах обработки сигналов.

Известен акустический фазовращатель, содержащий звукопровод с размещенными на нем входным и выходным преобразователями и электродами, соединенными с выходом источника управляющего напряжения, причем под управляющий электрод введен слой жидкого кристалла (1) .

Недостатком этого фазовращателя является сложность его конструкции.

Известен также акустический фазовращатель, содержащий звукопровод, выполненный в виде многогранника, на одной наклонной грани которого размещен входной преобразователь, а на другой наклонной грани — выходной преобразователь, и на соответствующих плоскопараллельных гранях размещены электроды, соединенные с выходом источника управляющего напряжения (2) .

Недостатком этого акустического фазовращателя является значительное энергопотребление.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления.

Поставленная цель достигается тем, что в акустическом фазовращателе, содержащем звукопровод, выполненный в виде многогранника, на одной наклонной грани которого размещен входной преобразователь, а на другой наклонной грани — выходной преобразователь, и на соответствующих плоскопараллельных гранях размещены электроды, соединенные с выходом источника управляющего напряжения, звуко. провод выполнен из кубического параэлектрика.

На фиг. 1 и 2 представлены конструкции фазовращателя; на фиг. 3 — зависимость фазы г отраженной акустической волны от угла ее падения c(для нескольких значений коэффициента электромеханической связи К материала звукопровода.

Акустический фазовращатель содержит звукопровод 1, входной преобразователь 2 и выходной преобразователь 3. Звукопровод 1 имеет плоскопараллельные отражающие грани 4 и 5, электроды 6 и 7, соединенные с выходом источника управляющего напряжения 8, Электроды 6 и 7 могут покрывать полностью две противоположные грани 4 и 5, располагаться вдоль ребер одной (фиг. 1) или нескольких отражающих граней (фиг. 2), а также выполняться на отражающих гранях 4 и 5 в виде встречных штырей.

Звукопровод 1 (или, во всяком случае, его тонкий слой, лежащий на отражающих гранях 4 и 5) выполнен из кубического параэлектрика, например твердых растворов ВаЬi/Т10з, PbSr/TiO, К/Та Nb/03, точка Кюри которых лежит ниже рабочей температуры фазовращателя.

Акустический фазовращатель работает следующим образом.

Акустическая волна, входящая в звукопровод 1 с входного преобразователя 2 или с другого акустического устройства, распространяется в звукопроводе 1 перпендикулярно входной грани. Ввиду наклона этой грани волна падает на грань 4, отражается от нее и или прямо (фиг. 1) или после ряда дополнительных отражений между плоскопараллельными гранями 4 и 5 (фиг. 2) попадает на грань с выходным преобразователем 3. При этом углы падения и отражения волны равны углу наклона граней х.. угол наклона х.указанных граней к отражающей грани 4 звукопровода 1 лежит в пределах 45 — 85, предпочтительно

70 — 80 . Размеры звукопровода 1 должны быть такими, чтобы акустическая волна, входящая в него из входного преобразователя 2, отразившись от граней 4 и 5, попала в центр грани выходного преобразователя 3.

На электроды 6 и 7 подают управляющее напряжение от источника 8. Электрическое поле индуцирует пьезоэффект в материале звукопровода 1. При отсутствии управляющего напряжения кубические параэлектрики не обладают пьезоэффектом и их коэффициент электромеханической связи

К=О. При подаче управляющего напряжения К растет, достигая значений около 0,5.

Изменение коэффициента электромеханической связи управляющим напряжением приводит к изменению скорости ультразвука Ч в материале звукопровода и как следствие — к изменению разности фаз f акустической волны на выходе и входе фазовращателя, равной f =.®1/V, где Ю вЂ” частота; 3 — полная длина пути акустической волны в звукопроводе. Второй причиной изменения фазы проходящей волны управляющим напряжением является изменение фазы в момент отражения от граней, которое, равно fg = 2arctg(K tgg. Суммарная г перестройка фазы A f hei +AX> °

Это обеспечивает повышение крутизны регулировочной характеристики фазовращателя, ведет к снижению управляющего напряжения и соответствующему уменьшению энергопотребления.

Данный акустический -фазовращатель, как видно из фиг. З,в области предпочтительных углов падения <с = 70 — 80 позволяет добиться перестройки фазы около 90

1150730

Составитель Л. Стерликова

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Тимохина

Заказ 2160/43 на одно отражение при изменении К от 0 до 0,5.

В акустических фазовращателях с многократным отражением перестройка фазы увеличивается в кратность отражения раз.

Напряженность управляющего поля составляет при этом 2 МВ/м. Энергопотребление в режиме удержания фазы практически отсутствует.