Mustaqil ish mavzu: Funksional elektronika. Fan: Elektronika va Sxemalar. Guruh: S911-22 Bajardi: :##############. Tekshirdi:##############. Urganch-2023 Reja

Download 463,22 Kb.
bet	3/4
Sana	01.12.2023
Hajmi	463,22 Kb.
	#109358

1 2 3 4

Bog'liq
Funksional elektronika

Akustoelektronika asboblari.
Akustoelektron asboblarning ishlashi elektr signalni ultratovush to'Iqinlarga, uni tovush o‘tkazuvchi orqali tarqalishiga va keyinchalik chiqish elektr signalga o ‘zgartirilishiga asoslanadi. Shunday qilib, bunday asboblarda kirish bilan chiqish orasida axborot tashuvchi bo‘lib ultratovush (akustik) signal deb ataluvchi d in am ik bir jin slim aslik xizm at qiladi. U 1013 G s ch a sto tali tebranishlardan iborat bo'lib, qattiq jism da 1,5-^-5,5 km /s tovush tezligida tarqaladi.
Akustik to‘lqin tezligi elektromagnit tebranishlar tarqalish tezligiga nisbatan 5 tartibga kichikligi ko‘rinib turibdi. Shuning uch u n ushbu xususiyatdan birinchi navbatda kichik o ‘lcham li kechiktirish liniyalarini ishlab chiqishda foydalanildi. Akustoelektron asboblar mikroelektronikada qo'llaniladigan usullar bilan hosil qilinishi va IMSlarga o ‘xshashligi bilan e’tiborga loyiq. www.ziyouz.com kutubxonasi Ultratovush to ‘lqinlar pyezoaktiv materiallarda (pyezoelektriklarda) hosil qilinishi mumkin.
Shuning uchun ushbu sinf asboblar uchun ishchi muhit sifatida pyezoeffekt juda yaqqol nam oyon bo‘ladigan dielektrik va yarim o‘tkazgich kristallar xizmat qiladi. To'gfripyezoeffekt deb mexanik kuchlanish natijasida pyezoelektrikning qutblanish h o d isa sig a a y tila d i (1 3 .8 , a -ra s m ). Q u tb la n is h n a tija s id a pyezoelektrikning qaram a-qarshi tom onlarida pyezo — EYuK deb ataluvchi potensiallar farqi hosil bo‘ladi. Teskari pyezoeffekt deb berilgan tashqi kuchlanish ta ’sirida jism ning geometrik o ‘lchamlari o'zgarishiga aytiladi (13.8, b-rasm). Rasmda jism ning deformatsiyadan keyingi o ‘lchamlari punktir chiziq bilan ko‘rsatilgan. K u ch lan ish b erilg an jo y d a e le k tr m aydon k u ch lan g an lig i yo‘nalishiga bog‘liq holda pyezoelektrik siqiladi yoki kengayadi. N atijada, tovush o ‘tkazuvchi deb ataladigan, kristali plastinada ko‘ndalang yoki b o ‘ylam a akustik ultratovush chastotasi berilgan kuchlanish chastotasiga teng bo‘ladi. Pyezoelektrik m a’lum xususiy mexanik tebranishlar chastotasiga ega bo'lgani sababli, tashqi EYuK chastotasi bilan plastina xususiy tebranishlar chastotasi bir-biriga teng bo‘lganda (rezonans hodisasi) plastinaning.

2-rasm. To‘g‘ri (a) va teskari (b) pyezoeffekt
Akustoelektronika asboblarida chastotasi 1ч-10 G G S bo‘lgan, kvars, litiy niobiti va tantalati ham da CdS, ZnS, ZnO , GaAs, InSb va boshqa yupqa yarim o‘tkazgich qatlam larda generatsiyalanadigan ultratovush to ‘lqinlar ishlatiladi. Ushbu diapazondagi hajmiy va sirt www.ziyouz.com kutubxonasi akustik tolqinlar (SAT) ishlatiladi. SATlarda ishlaydigan akustoelektron asboblar keng tarqalgan.
Ularga kechiktirish liniyalari, polosali filtrlar, rezonatorlar, turli datchiklar va shunga o ‘xshashlar kiradi. Bu asboblarda elektr signallarni akustik signalga va aksincha o ‘zgartirish m axsus o 'z g a rtirg ic h la r y o rd am id a am alg a o sh a d i. S A T lar o ‘zgartgichlarining yetti turi mavjud b o ‘lib, am alda ikki m etal elektrodlari sinfaz va qoziqsimon joylashgan turlari keng tarqalgan.
SATlar asosidagi sodda akustoelektron asbob — sinfaz o ‘zgartgichli kechiktirish liniyalari tuzilishi 13.9-rasm da ko ‘rsatilgan. Sinfaz o'zgartgich pyezoelektrik plastinaning astoydil sayqallangan qaram aqarshi yuzalariga joylashtiriladigan ikkita elektroddan tashkil topadi. O'zgartgichlar qalinligi 0,1^-0,5 mkm ni tashkil etuvchi yupqa metal parda ko‘rinishida bo‘ladi.

3-rasm. Elektroakustik kechiktiruvchi liniyaning tuzilishi: yon tomondan (a) va ostidan (b) ko‘rinishi
Yuqorida joylashgan elektrod taroqsimon tuzilishga ega bo‘lib, fazoviy davri sirt to ‘lqin uzunligiga teng bo‘lishi kerak. Chapdagi sinfaz o'zgartgich kiruvchi elektr signal ta’sirida kristalda sirt to ‘lqinini uyg‘otadi (teskari pyezoeffekt hodisasi). Akustik to‘lqin uzunligi akustik tebranishlarning tarqalish tezligi 3ak va elektr tebranishlar chastotasi T o‘lqin uzatgichda bo'ylama garmonik akustik to ‘lqin hosil qilindi deylik. Ushbu to ‘lqin kristalda qalinligi taxminan to'lqin uzunligiga teng bo'lgan sirtqi qatlam bo'ylab bir nuqtadan ikkinchi nuqtaga bosim ni o ‘zgartirib tarqaladi. Bosim ning o ‘zgarishi kristalning deformatsiyalanishiga va qarama-qarshi ishorali zaryadlar (pyezo — EYuK) hosil bo‘lishiga olib keladi.
Kristal siqilgan joylarda zaryadlar ishoralari bir xil taqsimlanadi, kristall cho‘zilgan joylarda esa zaryadlar a) b) f ga bog‘liq: Aak = &aki f taqsimlanishi teskarisiga o ‘zgaradi. Bu kristalda, jum ladan, chiqish sinfaz o‘zgartgich elektrodlari orasida ham o ‘zgaruvchan elektr maydon hosil bo'lishiga olib keladi. Natijada chiqishdagi o ‘zgartgich (unga RYu yuklama ulangan) akustik signalni elektr signalga aylantiradi (to‘g‘ri pyezoeffekt). Signal kechikish vaqti akustik to ‘lqinning o ‘zgartgichlar orasidagi o ‘tish vatqi bilan aniqlanadi.
Bunday qurilm aning asosiy kam chiligi tovush o ‘tkazgichda sochiladigan quw atning kattaligidadir. Gap shundaki, akustik to ‘lqin kristaldagi erkin elektronlar bilan ta ’sirlashib, ularni to ‘lqin tarqalish yo‘nalishida olib ketadi.
Bunda to ‘lqin qo‘shimcha so‘nadi. Lekin, agar kristalga zaryad tashuvchilarni to ‘lqin tarqalish yo‘nalishida $e- 3 ak tezlik bilan dreyf harakat qildiruvchi kuchlanish berilsa, zaryad tashuvchilaro‘zlarining m a’lum energiyasini to'lqinga uzatadi, natijada akustik to ‘lqin kuchayadi.
Bunda akustik signallar kuchaytirgichi yoki aktiv ultratovushli kechiktirish liniyasi hosil bo‘ladi. Q andaydir f{ dan f 2 gacha chastotalar orasidagi tebranishlarni o ‘tkazuvchi polosali filtrlar va keng polosali kechiktirish liniyalari hosil qilishda qarama-qarshi qoziqsimon o‘zgartgichlar ishlatiladi (QQQ O‘).
Kirishdagi Q Q Q O ‘ning geom etrik o ‘lcham lari va shakli elektr signalni akustik to'lqinga aylantirish samaradorligini belgilaydi. H ar bir chastota uchun QQ QO 'ning m a’lum oMchamlardagina eng samarali o ‘zgartirish hosil bo‘Iadi.
Q Q Q 0‘ asosida hosil qilingan SAT filtrining tuzilishi 13.20-rasmda keltirilgan. F iltr pyezoelektrik asos l(m asalan, litiy niobiti, pyezokvars, pyezokeramika) va unga fotolitografiya usullari bilan hosil qilingan ikkita Q Q Q O l 2, 4 ham da ekranlovchi elektrod 3 dan tuzilgan. Kirishdagi QQQO‘ signal manbayi bilan, chiqishdagisi esa elektr signal hosil qiluvchi yuklama bilan ulangan.

Berilgan /^chastota uchun taroq qadami I akustik to'lqin uzunligi Лак bilan bir xil bo‘lishi kerak. QQQO'da filtrning o'tkazish polosasi qoziqlar soni N bilan aniqlanadi: A f , = f 0/N . Qoziqlar soni N =2 bo‘lganda filtr eng keng o'tkazish polosasiga ega bo‘ladi. Qoziqlar soni ortishi bilan filtrning o ‘tkazish polosasi kengligi torayadi. Akustoelektron filtrning yuqori ishchi chastotasi fotolitografiyaning ajratish xususiyati bilan belgilanadi. Q Q Q O ‘lar elektrodlari kengligi Лак / 4 ga teng qilib olinadi. Bunda 100 M Gs chastotali SATli filtr elektrodlari 8 mkm ni tashkil etadi. SATli filtrlar ko‘p kanalli elektr aloqa va kosmik aloqa tizimlari filtrlari sifatida keng ishlatiladi.
Ular televizion qabulqilgichlarning tasvir orqali chastota kuchaytirgich bloklarida LC — filtrlarni almashtirmoqda. Hozirgi vaqtda tasvirni tashish chastotasi 38 va 38,9 M Gs ni tashkil etuvchi SATli televizion filtrlar seriyali ravishda ishlab chiqarilmoqda. Zamonaviy SATli filtrlar Д /= 0 ,0 5 — 50 % o ‘tkazish polosasiga ega, o ‘tkazish polosasidagi so‘nish 2-^6 dB, selektivligi 100 dB gacha. Bunday filtrlar 900 M Gs gacha chastotalarda ishlaydi.

Download 463,22 Kb.

1 2 3 4

Download 463,22 Kb.