Учебное пособие 670

для среднеквадратических отклонений получаем

где M число образцов фильтров, на которых проводили испытания. При этом половины поля допуска определялись выражениями:

Далее находились верхние и нижние граничные значения

Таким образом, для определения статистических характеристик H (ω) и θ (ω) для определенной партии фильтров M необходимо воспользоваться соотношениями представленными выше. Для проведения статистических испытаний из генеральной совокупности всей партии обычно выбирают выборку в количестве 30-100 фильтров и по этой выборке делают вывод о поведении всей генеральной совокупности. Увеличивая незначительно количество фильтров в выборке можно с высокой точностью дать рекомендации поведении всей генеральной совокупности и ее статистических характеристик.

28

3.Вопросы к домашнему заданию

1. Как определяются среднеарифметические и среднеквадратичные значения отклонений АЧХ и ФЧХ фильтров для выбранной партии?

2. От чего зависят верхние и нижние граничные значения частотных характеристик?

3.Как связаны компоненты вещественной и мнимой частей передаточной характеристики ВШП с топологическими параметрами?

4.От чего зависит коэффициенты импульсной

5.Как находятся длина электродов в топологии ШП и как она влияет на частотную характеристику фильтра?

6.Чем определяется квадрат коэффициента электромеханической связи и его влияние на основные параметры фильтра?

7.От чего зависит эффективную скорость и ее связь с топологией ВШП?

8.Из каких соотношений выбирается ширина электродов

иполупериод с учетом топологии и как влияет на них технология изготовления ВШП?

9.От чего зависит перекрытие электродов и как влияет на нее учет топологии?

4.Лабораторные задания и методические рекомендации по их выполнению

Задание № 1. Определить статистические характеристики H(ω) для партии полосовых фильтров в полосе заграждения, определяя для каждого фильтра уровень боковых лепестков. Построить гистограммы отклонений H(ω) от среднеарифметических и среднеквадратических значений в области частот (ω0+ω1) +1/3 ω0, принимая во внимание, что ω1 отвечает первому нулю на амплитудно-частотной характеристике фильтра. ПАВ.

29

Методические указания по выполнению первого задания

При выполнении задания следует считать, что для полосового фильтра ПАВ общая АЧХ равна произведению АЧХ отдельных преобразователей

H( f ) H1( f ) H2( f ),

где H1( f ) и H2( f )- аплитудно-частотные характеристики отдельных преобразователей. Если один преобразователь сделать широкополосным и считать, что для негоH2( f )=1, тогда общая АЧХ фильтра будет определяться характеристикой входного преобразователя. Для выполнения задания выбрать аподизованный преобразователь с оконной функцией Хемминга и уточнить влияние на передаточную функцию нормированной функции Sn(bn/pn) , определяющей связь интенсивности излучения пары электродов от соотношения электрод/полупериод. Выбрать выборку фильтров размером

помощью измерителя АЧХ в полосе заграждения этого фильтра. Результаты измерений занести в отчет. В соответствии с соотношениями (24-27) определить основные статистические характеристики H(ω) всей партии полосовых фильтров в указанной полосе заграждения. Найденные статистические характеристики занести в отчет

Задание № 2. Определить отклонение в параметрах электродов для фильтра, содержащего аподизованный и неаподизованный преобразователи с учетом технологических отклонений при изготовлении размеров электродов и расстояния между ними.

Методические указания по выполнению второго задания

При выполнении задания учесть, что для нахождения реальных значений и законов распределения погрешностей

30

размеров элементов ВШП y , x , b на микроскопе НУ-2Е

проводились измерения периода и ширины электродов для выбранной выборки фильтров. Измерения погрешности длины электродов не проводилось, но предполагалось, что y =1.5 b ,

так как ошибка позиционирования координатографа по осям Х и У одинаковы, подтравка электродов по ширине и длине различна и имеет характер приведенный в /2/. Для партии одинаковых фильтров средний закон распределения размеров электродов структуры близок к нормальному и имеет вид

Обычно для структуры имеем x =1.25 мкм, b =2.56 мкм, mx =2.53 мкм, mb =3.2 мкм. Закон распределения на фотошаблоне аналогичный, но погрешности отличаются от погрешностей структуры шx =0.8 мкм, шb =1.5 мкм, mшx =2.5

мкм, mшb =3.1 мкм. Отклонения скорости и коэффициента электромеханической связи били приняты равными v =0.66

м/c и k =0.3 10-4 для кварца и v =1.0 м/c , k =0.33 10-3 для

ниобата лития. Измерить погрешности размеров электродов, определить средне-квадратичные отклонения для партии фильтров и сравнить с представленными выше. Результаты расчета параметров ВШП занести в отчет.

31

затухания для фильтра на центральные частоты: f0 = 57 МГ, f0 = 150 МГц, f0 = 300 МГ, f0 = 520 МГц, f0 = 870 МГц и f0 = 1.1 ГГц. При проектировании акустоэлектронных устройств с рабочими частотами менее 50–100 МГц потери на распространение волн не велики, однако на высоких частотах эти потери вносят значительный вклад в общие потери и обязательно должны учитываться при выборе материалов для акустоэлектронных устройств. Результаты расчета занести в отчет и построить графики зависимостей потерь от частоты.

Указания по оформлению отчета

Отчет оформляется в соответствии с требованиями, представленными в лабораторной работе № 1. Титульный лист выполняется на две работы.

5. Контрольные вопросы к лабораторным заданиям

1. Как определяются вносимые потери на распространение у фильтра ПАВ с двумя преобразователями, выполненного на подложках из кварца и ниобата лития влияют технологические отклонения ориентации среза на параметры фильтра ?

2.Охарактеризуйте основные технологические факторы, оказывающие существенное влияние на частотную и фазовую характеристики фильтров на ПАВ по методу МонтеКарло?

3.Каким представляется средний закон распределения размеров электродов структуры ВШП для партии одинаковых фильтров с учетом технологии их изготовления?

4.Охарактеризуйте методы изготовления встречноштыревых структур для промежуточных и сверхвысоких частот фильтра.

5. Чему равно поле допуска при определении статистических характеристик фильтров?

6. Как изменяются АЧХ и ФЧХ фильтра при случайных отклонениях размеров структур ВШП и звукопровода?

33

7. Каким образом изменяются длина, ширина, положение

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Андреев, И.В. Устройства частотной селекции на поверхностных акустических волнах для беспроводных и мобильных технологий [Текст]: учеб. пособие / И.В. Андреев, А.И. Андреев. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. – 168 с.

2. Орлов, В.С. Фильтры на поверхностных акустических волнах [Текст] / В.С. Орлов, В.С. Бондаренко. – М.: Радио и связь, 1984. – 272 с.

3. Морган Д. Р. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах [Текст]: пер. с англ. / Д. Р. Морган. – М.: Радио и связь, 1990. – 416 с.

4. . Балышева, О.Л. Материалы для акустоэлектронных устройств [Текст]: учеб. пособие / О.Л. Балышева. – СПб.:

ГУАП, 2005. – 53 с.

34

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа № 1. Исследование влияния технологических факторов на параметры фильтров на ПАВ……………………………………………………………….1

1.Общие указания по выполнению работы………………1

1.1.Цель работы………………………………………………1

1.2.Общая характеристика работы…………………………1

2.Домашнее задание и методические указания по их выполнению……………………………………………………...2

3.Вопросы к домашнему заданию…………………………18

4.Лабораторные задания и методические указания по их выполнению………………………………………………........19

5.Контрольные вопросы к лабораторным заданиям.......21

Лабораторная работа № 2. Анализ влияния технологических погрешностей структур преобразователей по методу Монте-Карл………………………………………...22

1.Общие указания по выполнению работы……………….22

1.1.Цель работы………………………………………………22

1.2.Общая характеристика работы…………………………22

2.Домашнее задание и методические указания по их выполнению…………………………………………………….23

3.Вопросы к домашнему заданию......................................29

4.Лабораторные задания и методические указания по

их выполнению…………………………………………………29

5. Контрольные вопросы к лабораторным заданиям.........33 Библиографический список………………………………….34

35