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声表面的结构与原理

发布时间:2011/9/30 11:05:28 访问次数:1223

      1.声表面的内部结构   CH7028B
    声表面是用具有压电效应的单晶铌酸锂(LiNb03)、钽酸锂(LiTa03)、锗酸铋(Bi12Ge02)、锆钛酸铅(PZT)及石英等材料制成的。以锆钛酸铅陶瓷应用最多。
    声表面内部结构如图9-13所示,先用切割工艺将压电材料制成衬底片,接着把正面研磨抛光,再在抛光面蒸上一层铝或金,然后利用光刻腐蚀技术,按设计的几何形状制出各金属电极,也就制得声表面中的输入换能器、输出换能器及屏蔽电极.

                   
    换能器由叉指形金属电极和压电衬底构成,称为叉指换能器。两个叉指换能器便构成一个带通滤波器。如果对此进行封装,就成为如图9-14 (a)、(b)所示的声表面元件。

    2.声表面的图形及其符号
    声表面的种类与型号很多,这里先列出如图9-14 (a)、(b)所示两种,供读者认识。
    声表面的图形符号尚未统一,如图9-14 (c)、(d)所示是两种常见的主流符号,前一种体现了声表面的叉指绪构,后一种体现了声表面的表面波原理。声表面的文字符号用B表示。
    声表面的①脚与②脚为两个输入端,④脚与⑤脚为两个输出端,③脚为屏蔽极与外壳相连的接地端。

               

    3.声表面的原理
    随着声表面波( SAW)换能技术的研究,声表面波器件获得了迅速发展,制造的声表面已在电视机等电器上得到广泛应用,如图9-12所示就是应用实例。
    所谓声表面波,是指沿着弹性固体表面界面传播的弹性波动,或者说是压电材料表面传播的振动波。这种波是在弹性固体表面大约一个波长的厚度内传播。
    当在如图9-13所示声表面的两输入端加上一个交流电压时,输入换能器两电极的压电材料就发生机械振动,产生机械振动波。只要材料和电极形状选择合理,衬底材料内部传播的体波就会很快衰减,仅留下衬底表面以音速传播的波,称为声表面波。声表面波传到输出换能器后,就发生逆变换,又将声表面波转换成为电信号,从两个输出端送出。
    声表面在进行电一声转换的过程中,因为换能器的电极形状和数目已制定,这就决定了声表面具备一定的频率特性,即具有固定不变的滤波特性,利用这一特性,就可制成滤波器。图9-12所示的电视机电路中,就是应用声表面实现和完成信号滤波。
    还要指出,图9-13所示声表面的输入、输出换能器之间有静电容存在,这样就有一部分信号会通过该电容直接耦合到输出端,形成信号干扰,破坏滤波特性。为此,声表面在输入、输出换能器之间设置了接地的屏蔽电极,以抑制这种干扰。
    另外,图9-13中的吸收器是用于吸收漫射的表面波,以消除漫射波的反射干扰。

 

 

 

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      1.声表面的内部结构   CH7028B
    声表面是用具有压电效应的单晶铌酸锂(LiNb03)、钽酸锂(LiTa03)、锗酸铋(Bi12Ge02)、锆钛酸铅(PZT)及石英等材料制成的。以锆钛酸铅陶瓷应用最多。
    声表面内部结构如图9-13所示,先用切割工艺将压电材料制成衬底片,接着把正面研磨抛光,再在抛光面蒸上一层铝或金,然后利用光刻腐蚀技术,按设计的几何形状制出各金属电极,也就制得声表面中的输入换能器、输出换能器及屏蔽电极.

                   
    换能器由叉指形金属电极和压电衬底构成,称为叉指换能器。两个叉指换能器便构成一个带通滤波器。如果对此进行封装,就成为如图9-14 (a)、(b)所示的声表面元件。

    2.声表面的图形及其符号
    声表面的种类与型号很多,这里先列出如图9-14 (a)、(b)所示两种,供读者认识。
    声表面的图形符号尚未统一,如图9-14 (c)、(d)所示是两种常见的主流符号,前一种体现了声表面的叉指绪构,后一种体现了声表面的表面波原理。声表面的文字符号用B表示。
    声表面的①脚与②脚为两个输入端,④脚与⑤脚为两个输出端,③脚为屏蔽极与外壳相连的接地端。

               

    3.声表面的原理
    随着声表面波( SAW)换能技术的研究,声表面波器件获得了迅速发展,制造的声表面已在电视机等电器上得到广泛应用,如图9-12所示就是应用实例。
    所谓声表面波,是指沿着弹性固体表面界面传播的弹性波动,或者说是压电材料表面传播的振动波。这种波是在弹性固体表面大约一个波长的厚度内传播。
    当在如图9-13所示声表面的两输入端加上一个交流电压时,输入换能器两电极的压电材料就发生机械振动,产生机械振动波。只要材料和电极形状选择合理,衬底材料内部传播的体波就会很快衰减,仅留下衬底表面以音速传播的波,称为声表面波。声表面波传到输出换能器后,就发生逆变换,又将声表面波转换成为电信号,从两个输出端送出。
    声表面在进行电一声转换的过程中,因为换能器的电极形状和数目已制定,这就决定了声表面具备一定的频率特性,即具有固定不变的滤波特性,利用这一特性,就可制成滤波器。图9-12所示的电视机电路中,就是应用声表面实现和完成信号滤波。
    还要指出,图9-13所示声表面的输入、输出换能器之间有静电容存在,这样就有一部分信号会通过该电容直接耦合到输出端,形成信号干扰,破坏滤波特性。为此,声表面在输入、输出换能器之间设置了接地的屏蔽电极,以抑制这种干扰。
    另外,图9-13中的吸收器是用于吸收漫射的表面波,以消除漫射波的反射干扰。

 

 

 

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