Расчет согласующей цепи

В разрабатываемом АОМ используем схему согласования электрических сопротивлений генератора и пьезопреобразователя с распределенными параметрами в виде микрополосковой линии.

Для расчета согласующей цепи, вышеуказанного тракта, воспользуемся эквивалентной схемой пьезопреобразователя. Простейшую схему пьезопреобразователя можно представить как параллельное соединение R C цепей со следующими даннями (ориентировочно): С= 10 пф, R_из=1 кОм, Z_вх=50 Ом, Р_{эл.генер}=150мВт

Входную электрическую мощность можно рассчитать через коэффициент отражения г по следующей формуле:

где Z_вх –входное сопротивление линии передачи, Z_н - сопротивление нагрузки.

Акустическая мощность с электрической входной связана выражением

Р_АК=k²·Р_{эл вх}

где k (LiNbO₃ )= 0.55- электромеханический коэффициент/

Простейший вариант согласования заключается в компенсации реактивной составляющей параллельной индуктивностью

и трансформацией сопротивления R к Z_вх например используя четверть волновый трансформатор на длинной линии с волновым сопротивлением W

При этом необходимо проверить, чтобы электрическая полоса частот не обужала акустооптическую.

Оценка динамического диапазона

Д инамический диапазон - DD 2 АОПЧ по двум сигналам f₁ и f₂ одинакового уровня, критерием верхней границы которого является появление нелинейных составляющих на частотах (2 f₁- f₂) и (2 f₂- f₁) с уровнем, превышающих чувствительность, составляет 35 дБ. При уменьшении частотного разноса между входными сигналами f₁− f ₂≤ 10 МГц он несколько уменьшается. Появление комбинационных составляющих упомянутого вида на видеовыходе АОПЧ и на его амплитудно- астотной панораме иллюстрируется рис.

При работе АОПЧ в автоматическом режиме они воспринимаются им как якобы присутствующие на входе радиосигналы. Продукты взаимной модуляции третьего порядка возникают, в основном, в АОД и, соответственно, параметр

где и относительные составляющие мощности полезного сигнала частоты f₁ и мощности помехового сигнала частоты (2 f₁- f₂) и (2 f₂- f₁)) при условии, что мощность последнего в заданное число раз превышает уровень светового фона; J _n (V ) - функция Бесселя первого рода n - го порядка;

Д инамический диапазон - DD 1 АОПЧ по одному сигналу, ограничиваемый сверху допустимой погрешностью измерения амплитуды входного сигнала, равной 0,5 дБ, составляет порядка 30 дБ. Амплитудная характеристика АОПЧ U вых = ϕ(P вх) приведена на рис . В АОПЧ на её формирование основное влияние оказывает нелинейность АО взаимодействия в АОД: на частоте fо интенсивность света в первом порядке дифракции изменяется по закону

, а также нелинейность обратного преобразования в ПЗС светового сигнала в электрический. Этот же односигнальный динамический диапазон, лимитируемый погрешностью измерения частоты, составляет 60 дБ; он фактически ограничивается допустимым уровнем входных сигналов, который может выдержать входной усилитель СВЧ блока.

Динамический диапазон - DD 3, верхняя граница которого определяется мощностью P вх1 входного сигнала частоты f 1, при которой уровень мощности P вх 2 второго сигнала частоты f 2 подавляется уменьшается) на (1-2) дБ, составляет 40 дБ. При этом измерении значения f 1 и f 2попадали в полосу анализа, а значение мощности второго сигнала приходилось на линейную часть амплитудной характеристики АОПЧ. В соответствии с известным определением DD3 связан с эффектом сжатия, обусловленным генерацией мод взаимной модуляции второго порядка в нулевом порядке дифракции; для двух сигналов P вх1 и P вх 2, для каждого из которых эффективность равна V1 и V2, сжатие

вычисляется по формуле :

№ варианта заданий

Таблица №1

№	ПьезоПреобРазователь	СветоЗвукопровод	f0, МГц	, МГц
1	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	50	20	1	90
2	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	75	25	0.5	70
3	SiO2 кварц	TeO2 Парателлурит	100	30	2	20
4	BaTiO3 титонат бария	LiNbO3 Ниобат лития	200	60	1	20
5	PbMoO4 молибдат свинца	LiNbO3 Ниобат лития	300	120	0.5	30
6	ZnO окись цинка	LiNbO3 Ниобат лития	500	90	1	10
7	Ниобат лития LiNbO3	LiNbO3 Ниобат лития	1000	20	3	20
8	ZnO окись цинка	SiO2 Кристал кварц	100	20	1	5
9	ZnO окись цинка	SiO2 Кристал кварц	200	30	0.5	8
10	Ниобат лития LiNbO3	SiO2 Кристал кварц	250	40	2	10
11	Ниобат лития LiNbO3	GaP фосфид галлия	400	100	1	15
12	Ниобат лития LiNbO3	GaP фосфид галлия	500	200	0.5	10
13	ZnO окись цинка	GaP фосфид галлия	600	250	1	20
14	ZnO окись цинка	GaP фосфид галлия	800	300	3	30
15	LiNbO3 Ниобат лития	LiNbO3 Ниобат лития	2500	500	1	5
16	LiNbO3 Ниобат лития	LiNbO3 Ниобат лития	1500	300	1	10
17	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	50	20	1	90
18	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	75	25	0.5	70
19	SiO2 кварц	TeO2 Парателлурит	100	30	2	20
20	BaTiO3 титонат бария	LiNbO3 Ниобат лития	200	60	1	20
21	LiNbO3 Ниобат лития	PbMoO4 молибдат свинца	300	120	0.5	30
22	ZnO окись цинка	LiNbO3 Ниобат лития	500	90	1	10
23	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	60	10	3	80
24	Ниобат лития LiNbO3	TeO2 Парателлурит	70	20	0.5	70
25	SiO2 кварц	TeO2 Парателлурит	120	20	2	30
26	BaTiO3 титонат бария	LiNbO3 Ниобат лития	400	80	2	10
27	LiNbO3 Ниобат лития	PbMoO4 молибдат свинца	300	120	0.5	30