Электростатика

ПАВ-резонаторы
предназначены для стабилизации час-
тоты генерируемых колебаний, а также используются в качест-
ве узкополосных фильтров. В обычном фильтре на ПАВ полоса 
пропускания зависит от количества пар штырей: сужение поло-

---

63 
сы пропускания требует увеличения пар штырей. Вместе с тем, 
имеется возможность повысить фильтрующие свойства фильт-
ров на ПАВ, используя резонансные явления при наличии от-
ражений. Поверхностная акустическая волна, встречаясь с не-
однородностью, будет частично отражаться. Если расположить 
определенным образом несколько пар штырей, то можно дос-
тигнуть такого состояния, когда основная часть энергии ПАВ 
будет отражаться. 
Амплитудно-частотная 
характеристика 
ПАВ-
резонаторапредставляет собой резонансную кривую, и подавле-
ние вне полосы пропускания оказывается недостаточно силь-
ным. 
Резонанс колебаний формируется в резонаторе, реализо-
ванном на ВШП, либо зеркалах из отражательных решеток.
На рис. 2.21представлена конструкция узкополосного 
фильтра, реализованного на основе ПАВ-резонаторов. Они раз-
мещены на одной подложке и акустически связаны с помощью 
многополоскового отражателя. 
Рис. 2.21. ПАВ-резонатор, выполняющий функцию фильтра: 
1, 2 – резонаторные полости; 3 – акустические поглотители; 
4 – многополосковый ответвитель; 5 – кварцевая подложка 

---

64 
В соответствии с принятой моделью устройства функцио-
нальной электроники между генератором и детектором динами-
ческих неоднородностей вводится дополнительное устройство 
управления в виде многополоскового отражателя (МПО). На-
пример, МПО расположены непосредственно в акустическом 
канале на рабочей поверхности звукопровода и конструктивно 
могут быть выполнены в виде напыленных электродов или рас-
пределенных отражателей - канавок (акустических неоднород-
ностей). Как правило, МПО представляют собой эквидистант-
ную решетку отражателей с шагом 
d
, так что центральная час-
тота 
f
0
= 
V
a
/ 
d. 
Отражательные структуры могут быть выполнены в виде 
металлических электродов (рис. 2.22, 
а
), топографических (рис. 
2.22, 
б
)или диффузионных статистических неоднородностей 
(рис. 2.22, 
в
)
. 
В любом случае основой является технология 
микроэлектроники. 
а 
б 
в 
Рис. 2.22. Отражательные структуры 
Фильтры на основе ПАВ-резонаторов предназначены для 
перестройки частоты с помощью управляемого изменения па-
раметров ПАВ и разделения акустических каналов двухаподи-
зированных преобразователей. 
Добротность ПАВ-резонаторов определяется в основном 
потерями на распространение волны в резонирующей полости, 
дифракционными эффектами, генерацией паразитных объем-
ных волн, потерями энергии волны в самих отражателях и со-
ставляет около 10
4
. 

---

65 
Введением входного ВШП между ПАВ-отражателями 
можно получить ПАВ-резонатор с одним входом. Такая струк-
тура поддерживает несколько стоячих волн и позволяет выде-
лить нужную моду путем выбора соответствующей конструк-
ции электродов преобразователя и определенной формы отра-
жателя. 
Повышения селективности полосовых фильтров можно 
достичь путем использования аподизированных входного и вы-
ходного преобразователей, расположенных в параллельных 
акустических каналах. Связь между каналами и управление 
распространением ПАВ осуществляется с помощью МПО (рис. 
2.23, 
а
). 
а) 
Рис. 2.23. Фильтр с использованием ПАВ - резонаторов:
а
– общая схема; б – АЧХ входного ВШП;
в
- АЧХ выходного ВШП; 
г
– суммарная АЧХ 
В процессе переизлучения волны из верхнего канала в 
нижний происходит преобразование апертурной модуляции 
ПАВ в модуляцию интенсивности звуковой волны. Это позво-
ляет принимать сигнал выходным ВШП, аподизированным не-

---

66 
посредственным взвешиванием электродов. В таком фильтре 
происходит достаточно сильное подавление сигнала вне полосы 
пропускания входного (рис. 2.23, 
б
) и выходного (рис. 2.23, 
в
) 
преобразователей. Амплитудно-частотная характеристика тако-
го фильтр получается путем перемножения парциальных харак-
теристик: 
А
= 
А
вх
х 
А
вых.
Полосовые фильтры позволяют реализовать заданную 
АЧХ с подавлением за полосой пропускания до 40 - 70 дБ с ко-
эффициентом прямоугольности формы 1,2 - 1,5. Фильтры рас-
считаны на центральные частоты от 10
7
до 10
9
Гц с полосой 
пропускания от 10
-1
до 4х10
5
Гц. 
Микроэлектронная технология производства полосовых 
фильтров позволяет легко интегрировать их в радиотехнические 
цепи и системы, тиражировать без подстройки параметров. 
Системный анализ показал, что улучшение характеристик 
полосовых фильтров возможно за счет снижения вклада физи-
ческих эффектов второго порядка: 
- многократные отражения ПАВ от краев ВШП; 
- сигналы тройного прохождения, обусловленные преоб-
разователями; 
- электроакустическая регенерация вследствие постоянно-
го чередования электрических и акустических полей; 
- дифракция пучка ПАВ и его отклонение от направления 
распространения; 
- отражение от краев звукопровода; 
- ложные сигналы, вызываемые объемными, продольными 
и поперечными модами; 
- изменение скорости ПАВ из-за поверхностной загрузки 
звукопровода; 
- дисперсия скорости звука в металлизированных облас-
тях; 
- искажение фазового фронта ПАВ вследствие различия 
прохождения в центральной и периферийной областях; 
- краевые эффекты взаимодействия соседних электродов; 

---

67 
- паразитные электростатическая и электромагнитная свя-
зи входного и выходного преобразователя; 
- искажение характеристик внешними цепями согласова-
ния и т. п. 
Полосовые фильтры имеют достаточно широкий диапазон 
частот и полос пропускания. Поэтому они нашли применение в 
качестве фильтров промежуточной частоты для телевизионных 
приемников, в системах связи и радиолокации.