最新声表面波器件原理及其应用1.教学讲义PPT

常用压电晶体的参数－声速
4000 3500
3488
3000
3992
3295
3158
2500
2000 YZ铌酸锂 128铌酸锂 112钽酸锂 ST石英
声速
常用压电晶体的参数－机电耦合系数
6.00% 5.00%
4.80%
5.40%
4.00%
3.00%
2.00%
1.00%
0.75%
0.00% YZ铌酸锂 128铌酸锂 112钽酸锂
声表面波器件原理及其应 用1.
声表面波器件原理
发现：1885年瑞利，也称瑞利波 表面波：在任何材料或切向上普遍
存在 应用：地震、勘探、探伤
压电效应
▪ 受到压力产生电荷
F
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－－－－－－
声表器件的基本结构
汇流条
屏蔽条
叉指换能器
晶体抛光面 晶体背面打毛或刻沟槽
0.11% ST石英
机电 耦合 系数
常用压电晶体的参数－温度系数
100 90
91
80
70
60
57
50
40
30
20
18
10
0 YZ铌酸锂 128铌酸锂 112钽酸锂
0 ST石英
温度系数
不常用的压电晶体材料
▪ 锗酸铋：声速慢，1500米/秒，适合做长时延 的器件。缺点：硬度太小，易碎，易划伤。
▪ 四硼酸锂：声速高，6000米/秒，适合做高频 器件。缺点：水溶性晶体，工艺难度大。
▪ 高速跳频台的侦察与干扰，每秒500跳。实 时，高频率分辨率（20KHz）
脉冲压缩前的雷达图象
脉冲压缩后的雷达图象
声表压控振荡器
结构：
放大器
SAW DL 移相器
振荡条件：幅度，相位
Biblioteka Baidu
输出
声表压控振荡器优点
▪ 和晶体振荡器相比，有较宽的压控范围，可 达1－3%
▪ 和LC振荡器相比，有良好的相位噪声。 ▪ 基频工作频率高
三次行程
▪ 输入换能器和输出换能器对信号分别反射一 次
L 三次行程延时T=3×L/V
固定延迟线（组）应用
▪ DPSK扩频信号解扩，与抽头延迟线配合使 用
▪ 雷达系统的模拟、标定、维修。30微妙的延 时，相当于雷达探测4.5公里远处的目标的延 时。
0dB 带内波动
带外抑制
滤波器
Δf-3dB
Δf-40dB f0
KFRD-70F0/Y(00).DK.01 KFRD-35F0/Y(00).DK.01
积聚 积聚
长配管Q4机主控板 室内
KFRD-70Q4/YC.DK.02 KFRD-120Q4/SYC.DK.02
锐钜 锐钜
U系列
常规配管Q4机主控板
KFRD-120Q4/SYO.DK.02 KFRD-70Q4/Y0.DK.02 KFR-50Q4/Y0.DK-01
谢谢 大家
电控知识培训
TCL中央空调2005年巡回培训专题
V系列：
名称
室内
变频风管机室内主控板 变频Q4室内主控板
变频室外主控板 V系列
室外
变频模块板
代号 DLR-V71F0/Y.DK.02 DLR-V71Q4/Y-B.DK.02 DLR-V140W.DK.01 DLR-V140W/S.DK.01 DLR-V80W(00).DK.02 DLR-V280W/S.DK.03 DLR-V140W.DK.03 DLR-V140W/S.DK.02 DLR-V280W/S.DK.05 DLR-V80W(00).DK.01
供应商 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜 锐钜
U系列：
名称
代号
供应商
长配管风管机主控板（包括10匹柜） KFR-75F3/Y.DK.01.01
锐钜
常规配管风管机主控板
KFRD-120F1/Y-A00.DK.01 KFRD-50F3/Y3.DK.01
锐钜/积聚 锐钜/积聚
F0常规配管风管机主控板
▪ 关键：降低或消除双向损耗 ▪ 措施：单向结构或谐振结构
单相单向换能器（SPUDT）
▪ 在换能器内部加入反射栅阵，使反 射声波与辐射声波在需要方向上同 相相加，在另一个方向上反相相消， 使声波只向一个方向辐射。
反向
正向
谐振结构
▪ 在换能器两旁放置反射栅阵，形成 谐振腔结构。
抽头延迟线（固定、可编程）
锐钜/积聚 锐钜/积聚 锐钜/积聚
KFRD-120Q4/SY-B(00).DK.01
锐钜/积聚
U系列双能源室内主控板
KFW-50F3/Y(00).DK.01 KFRW-70F3/Y(00).DK.01
锐钜 锐钜
U系列长配管室外主控板
KFR-120W/SC.DK.01.01
锐钜
数字调制方式：BPSK，DPSK，MSK，QPSK BPSK：二相频移键控
1
0
1
1
0
叉指的编码
1
0
1
1
0
信号的相关
1011 0
抽头延迟线相关指标
▪ 中心频率 ▪ 码速率 ▪ 伪码长度：M序列，m序列，BARK序列 ▪ 信号调制类型：BPSK，DPSK，MSK，
QPSK
抽头延迟线应用
▪ 扩频信号的中频解扩 ▪ 抗干扰、保密通信
插损
矩形系数＝ Δf-40dB/ Δf-3dB
滤波器应用
▪ 功能：滤波，让需要的信号通过，滤除不需 要的信号。
▪ 应用：电视机，无绳电话，手机（每只手机 中有声表滤波器3-5只）
滤波器简单原理－非加权结构
叉指结构
时域响应
频域响应
滤波器简单原理－加权结构
叉指结构
通信用低插损滤波器简介
▪ 双向损耗：6dB
▪ 色散
色散延迟线
频散
色散结构换能器
线性调频信号
调频信号的压缩
沟槽式色散线（RAC器件）
沟槽阵约1万条，槽深几百至几千埃。
色散线的相关技术指标
▪ 中心频率 ▪ 带宽 ▪ 色散时延 ▪ 时间带宽积（时带积） ▪ 压缩比（35dB）
色散线的应用
▪ 雷达，解决距离与分辨率的矛盾，既要看的 远，又要看的清。
降低，导致频率降低。 增加膜厚→频率降低 减薄膜厚→频率升高
声表面波器件简介
▪ 基础：电子学、声学 ▪ 应用领域：电子学诸领域 ▪ 制造技术：半导体平面工艺 ▪ 功能：信号的延时、滤波、脉冲展宽/压缩、
振荡/稳频、编码/相关、卷积等 ▪ 频率范围：10MHz－2~5GHz
固定延迟线（组）
L T=L/V
如何计算指条线宽？
▪ 所用的晶体材料→查得声速 ▪ 判断换能器类型→单指还是分裂指
单指结构
波长＝声速/频率
指宽＝波长/4
波长
分裂指结构
波长＝声速/频率 指宽＝波长/8
波长
条带耦合器结构
波长＝声速/频率
条带耦合器指宽≈分裂指宽×1.5 ≈波长×3/16
条带耦合器
膜厚影响频率的原因？
质量负载效应：金属膜的存在使声速