логотип на главную отправить письмо english version
 
  ПАВ-резонаторы с отражательными решетками в виде канавок
Версия для печати
Rambler's Top100

Материалы Международной научно-практической конференции
26 - 29 ноября 2003 г.
ПЬЕЗОТЕХНИКА - 2003

ПАВ-РЕЗОНАТОРЫ С ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ РЕШЕТКАМИ В ВИДЕ КАНАВОК

© 2003 г. А.А, ГОЛУБСКИЙ, Н.Г. КАЗАНЦЕВА, А.А. ЛАВРЕНОВ,
А.В. ЛУШНИКОВ, Ю.Г. ЖУКОВА

ОАО "ЭЛПА", г. Зеленоград e-mail:lavrenov1942@list.ru


Резонаторы на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) находят широкое применение в генераторах, как частотно-задающий элемент [1]. Основными преимуществами ПАВ-резонаторов по сравнению с традиционным кварцевыми резонаторами являются высокий частотный диапазон (до 2000 МГц) на основной гармонике и возможность получения более высокой выходной мощности генератора. Использование основной гармоники позволяет также существенно понизить уровень фазовых шумов генератора.

Рис. 1. Структура ПАВ-резонатора. 1-источник переменного напряжения; 2-отражательные решетки; 3-входной ВШП; 4-пьезоэлектрическая пластина; 5-выходной ВШП; 6-нагрузка.

В настоящей работе приведены результаты исследования свойств двухвходового ПАВ-резонатора на основе кварца ST-среза на частоте 290 МГц. Свойства резонаторов на других частотах аналогичны. Структурная схема ПАВ-резонатора приведена на Рис. 1. Отражательные решетки выполнены в виде канавок, встречно-штыревой преобразователь (ВШП) выполнен из алюминия и расположен в канавках. Изготовление ПАВ- резонаторов осуществлялось с помощью процессов обратной фотолитографии, ионно-химического травления и нанесения проводящих слоев алюминия методами термического испарения. При травлении кварца использовался рабочий газ CF4 в смеси с кислородом. Активные частицы плазмы F* и CF3* взаимодействуют с кварцем с образованием летучих соединений SiOF2 и SiOF6, которые удаляются откачкой.

При конструировании ПАВ-резонатора учитывались изменения скорости ПАВ под ВШП и в отражательных решетках по сравнения со свободной поверхностью. Основные конструктивные элементы ПАВ-резонатора следующие: число пар. ВШП- 67, апертура ВШП- 120λ , число отражательных канавок-800, глубина канавок- 0,01λ и корректировалось при их травлении с целью получения требуемой рабочей частоты(λ -длина волны на свободной поверхности кварца).

Типичная экспериментальная амплитудо-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ) резонатора приведена на Рис. 2. Уровень побочных ре-зонансов находится на уровне 25-35дБ.

При разработке генераторов на основе ПАВ-резонаторов широко используется эквивалентная схема [1], приведенная на Рис. 3, ПАВ-резонатор размещался в корпусе ТО-39, и эквивалентная схема учитывает емкость ножек корпуса (емкости С01 и С03), емкость С02 отражает емкостную связь между двумя ВШП, емкость С1 и индуктивность L1 отражают соответственно динамические емкость и индуктивность резонатора, R1 отражает вносимые потери резонатора. На основе экспериментальной зависимости АЧХ и ФЧХ были рассчитаны параметры эквивалентной схемы(С01 = С03 = 3.3 пФ; Ц - 0,706366 мГн; R1 = 100 Ом; С1 = 0,426159 фФ; С02 = 0,11 пФ). Для точного совпадения экспери- экспериментальной резонансной частоты и расчетной необходимо выбирать L1 и C1 с точностью до шестого знака.

В реальной схеме генератора ПАВ-резонатор обычно нагружается дополнительными индуктивностями на входе и выходе. Нами были проведены исследования экспериментальных зависимостей добротности, вносимых потерь и фазы резонатора, а также изменение резонансной частоты (fL-f0) от индуктивностей равных между собой и симметрично подсоединенных на входе и выходе резонатора.(здесь fl-резонансная частота резонатора, подсоединенного через индуктивности, fo-резонансная частота резонатора без индуктивностей). Измерения проводились при помощи фазометра ФК2-18 и синтезатора частоты Ч6-71.

Полученные экспериментальные зависимости приведены на Рис. 4. Там же приведены рассчитанные по эквивалентной схеме (Рис. 3) зависимости вышеуказанных параметров резонатора от индуктивностей.

Приведенные результаты показывают удовлетворительное совпадение эксперимента и расчета и показывают, что приведенную на Рис. 3 схему резонатора можно использовать при расчете электрической схемы генератора. Следует подчеркнуть, что для совпадения экспериментальных и расчетных зависимостей, приведенных на Рис. 4, в эквивалентной схеме пришлось откорректировать значения динамических индуктивности L1 и емкости C1. Выше указывалось, что значения L1 и C1определялись с точностью до шестого знака, что говорит об осторожном выборе параметров эквивалентной схемы.
Таким образом, в результате проделанной работы были разработаны двухвходо-вые ПАВ резонаторы, на основе кварца ST-среза с отражательными решетками в виде канавок со следующими основными параметрами:
-рабочая частота: 150-750 МГц
-вносимое затухание: 5-7дБ
-добротность: 5500-7000

Разработанные ПАВ-резонаторы удовлетворительно описываются простой эквивалентной схемой при аккуратном подборе значений динамической емкости и индуктивности.
Данные ПАВ-резонаторы использовались при разработке генераторов в диапазоне частот 150-1500 МГц.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кеп-уа Hashimoto Surface Acoustic Wave Devices in Telecommunications.-Springer Berlin. -2000.-330 p.

Другие статьи с конференции "ПЬЕЗОТЕХНИКА - 2003"
ПАВ-РЕЗОНАТОРЫ С ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ РЕШЕТКАМИ В ВИДЕ КАНАВОК

ТЕМПЕРАТУРНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ГАШЕНИЯ ЗАТУХАЮЩЕГО СИГНАЛА ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ПАРКОВКИ


вверх
Каталоги продукции
"Пьезокерамические материалы и элементы"
"Пьезоэлектрические устройства"
"Устройства обработки сигнала"
"Товары бытового назначения"

По вопросам приобретения обращаться:
8  499  710-00-31 и 8  499  735-26-90; факс 8  499  734-22-67
или
info@elpapiezo.ru

При запросе стоимости и сроков изготовления изделий, представленных на нашем сайте, необходимо обязательно указывать наименование и количество.
Запрос о возможности изготовления изделий не представленных на нашем сайте, необходимо отправлять в письменной форме с указанием требований.


НА ГЛАВНУЮ | ПЬЕЗОКЕРАМИКА | ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА | АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА | УСЛУГИ | НОВОСТИ | КОНТАКТЫ

написать WEB мастеру

Все авторские права удерживаются ® 2003-2012 ОАО "НИИ "Элпа",
разработка ® 2003-2012

Rambler's Top100  сОДЕЛУ ГЙФЙТПЧБОЙС  СБЫТ.RU - портал производителей