Основні параметри ліній затримки на ПАР - внесене згасання, вхідний і вихідний опір, частотна вибірковість, смуга частот, що пропускаються. Всі ці параметри залежать головним чином від пристрою ВШП. Важливою проблемою при створенні високоефективних акустоелектронних компонентів є зменшення внесеного загасання шляхом раціонального конструювання ВШП. Необхідно також, щоб перетворення електричних сигналів в акустичні і назад відбувалося в заданій смузі частот. Це особливо важливо широкосмугових ліній затримки. Геометричні розміри і форма вхідного ВШП визначають ефективність перетворення електричного сигналу в акустичну хвилю. Для кожної частоти найбільш ефективне перетворення виходить за певних розмірах ВШП. Число штирів ВШП визначає відносну смугу частот, що пропускаються. Сама широка смуга буде при ВШП, що складається з двох штирів. Чим більше штирів, тим менше ширина смуги пропускання. Робота перетворювачів на ПАР погіршується через різні вторинних явищ, до яких, наприклад, відноситься відображення хвиль від кордонів електродів. Це відображення - головна причина спотворень вихідного сигналу і погіршення параметрів приладу. Шкідливим слід також вважати пряме проходження електричного сигналу з входу на вихід і передачу сигналу об'ємної акустичної хвилею. При зниженні загасання і зменшенні відображень за рахунок особливих конструкцій ВШП досягається односпрямована передача. Лінії затримки на ПАР зазвичай вносять загасання 0,5-1,5 дБ. Верхня частота, на якій працюють такі лінії, досягає 2 ГГц. Відносна смуга пропускання може бути дуже різною: від часток відсотка до 100%. Тривалість затримки в залежності від відстані між ВШП і від конструкції складає одиниці-сотні мікросекунд. Затримка може бути фіксованою або регульованою. На торці звукопровода зазвичай наносять звукопоглинаючі покриття, щоб зменшити відображення хвиль.
Динамічний діапазон ліній затримки 80-120 дБ. Для хорошої роботи лінії затримки важлива температурна стабільність її параметрів. Температурний коефіцієнт затримки (ТКЗ), близький до нуля, отримують, або застосовуючи спеціальний матеріал для звукопровода (наприклад, кремній з домішками фосфору), або роблячи звукопровод з двох частин, що мають ТКЗ різного знака, що створює взаємну компенсацію. Діапазон робочих температур ліній затримки становить десятки градусів. Для збільшення часу затримки шлях хвилі роблять у вигляді ламаної лінії, або з'єднують послідовно кілька ліній затримки. Регульовані лінії затримки мають кілька ВШП, розташованих на різних відстанях. Включаючи той чи інший ВШП, можна змінювати час затримки.
Умовне позначення типу лінії затримки складається з трьох елементів: ПЕРШИЙ ЕЛЕМЕНТ - три (чотири) літери. "УЛЗ" - ультразвукова лінія затримки; "ЛЗЯ" - лінія затримки яркостная; "ЛЗЯС" - лінія затримки сигналу яскравості.
ДРУГИЙ ЕЛЕМЕНТ - дві (три) цифри, що означають час затримки в мкс.
ТРЕТІЙ ЕЛЕМЕНТ - цифра (кілька цифр): для УЛЗ - порядковий номер розробки; а для ЛЗЯ (ЛЗЯС) - хвильовий опір в Омах. Для позначення ліній затримки зарубіжні фірми застосовують власне маркування.
Основні параметри приладів на ПАР:
1) час затримки Т, що визначається довжиною шляху L, прохідного пружними хвилями в звукопроводе від вхідного перетворювача до вихідного, і швидкістю поширення УЗ v, тобто T = L¤v;
3) смуга пропускання Df, що визначається добротністю перетворювачів і частотною характеристикою втрат в звукопроводе;
4) рівень хибних сигналів - відношення амплітуди найбільшого з хибних сигналів до амплітуди затриманого сигналу;
5) температурний коефіцієнт затримки, який визначається залежністю швидкості поширення пружних хвиль в звукопроводе від температури.
Основною перевагою ЛЗ на ПАР є їх невеликі габарити, досить широкий діапазон частот (до 10 9 Гц), хороша температурна стабільність (10 -6 ° С -1). Ці властивості обумовлені, перш за все, особливостями ПАР, а саме невисокою (
10 5 см / с) швидкістю поширення, бездісперсіонностью, ефективним перетворенням електричної енергії в акустичну і навпаки. Класифікація ліній затримки приведена на рис.
Електрична добротність Q3 визначається коефіцієнтом електромеханічного зв'язку і числом пар штирів ВШП N:
акустична добротність Qa тракту визначається як
Число електродів ВШП N вибирається виходячи зі співвідношення
де а - коефіцієнт, що враховує зменшення смуги пропускання, що відповідає добутку амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) вхідного і вихідного ВПШ.
наведені на рис.
Мал. Лінія з одноразовою затримкою сигналу: а - загальний вигляд; 1 - вхідний ВШП; 2 - континуальної середовище; 3 - вихідний ВШП; 4 - поглиначі ПАР; L, Rr, r- індуктивність, опір і напруга генератора вхідного ланцюга, відповідно; З, RH - ємність і опір навантаження вихідний ланцюга; б - залежність акустичної та електричної добротності від числа електродів ВШП; в - імпульсний відгук на сигнал 8 (т); г - форма радиоимпульса; д - відгук ЛЗ на радіоімпульс
Можна виділити три області на графіках. при N Багатовідвідні лінії затримки (МЛЗ) призначені для збільшення максимального часу затримки, збільшення числа дискретних діапазонів затримки, регулювання часу затримки. Максимальну затримку сигналів можна отримати, ефективно управ ляя поширенням ПАР. Збільшуючи траєкторію поширення ПАР в межах одного звукопровода, можна отримати задані параметри. На рис. 2.13 наведені деякі конструктивно-технологічні рішення, пов'язані зі збільшенням звукового тракту.
Мал. Багатовідвідні пінія затримки: а - матрична конструкція; б-плівковий звукопровод; в - каскадне включення парціальних ЛЗ
19 Методи аподизації перетворювачів в пристроях на ПАР, достоїнства і недоліки.
Зміна перекриття називають аподизація. Це еквівалентно методу формування «вікон» в загальній теорії дискретних фільтрів. При зміні перекриття штирів по довжині перетворювача форма частотної характеристики стає більш плавною, викиди зменшуються, але ширина смуги збільшується. Це і зрозуміло, так як зменшується кількість штирів, які суттєво впливають на формування результуючої хвилі і смуги пропускання.
Частотні характеристики для зазначених випадків наведені на рис. 6.26, де: 1 - неаподізованний перетворювач з рівномірним перекриттям штирів; 2 - аподізованний, з лінійним зміною перекриття штирів; 3,
4 - при зміні перекриття штирів за законом e при # 945; = 8 і 12 відповідно. З рис. 6.26 наочно видно, що при лінійної аподизації інтенсивність бічних викидів становить 0,05 максимуму, а смуга пропускання розширюється (на рівні 0,7) приблизно в 1,3 рази, т. Е. Форма частотної характеристики поліпшується в порівнянні з випадком рівномірного перекриття штирів . При перекритті штирів за законом e частотна характеристика не має бічних викидів, а смуга пропускання розширюється в порівнянні з рівномірним перекриттям штирів приблизно в 1,35 рази при # 945; = 8 і в 1,55 рази при # 945; = 12.
Реально в фільтрі з аподізованним перетворювачем при перекритті штирів за законом e будуть невеликі викиди, так як значення перекриття починаються стрибком не з нуля, а з 5% для # 945; = 12 і з 13% для # 945; = 8. Таким чином, змінюючи закон перекриття штирів щодо центру перетворювача, можна змінювати форму частотної характеристики, зменшуючи бічні викиди. Однак, при цьому будуть змінюватися ширина смуги. Це узгоджується з тим, що викладено в § 6.2.
