WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Как следствие, нарушится условие оптимального подавления боковых лепестков. С учетом паразитных параметров принципиальные схемы соединения секций пьезопреобразователя с последовательным и симметричным подключением генератора можно представить в виде, представленном на рис. 2, a и b соответственно. Здесь C1,..., CN — емкости секций пьезопреобразователя;

R1,... RN — сопротивления излучения каждой секции, описывающие преобразование электрической энергии в акустическую; L — индуктивности проводов, соединяРис. 4. Распределение амплитуды напряжения на секциях ющих последовательные секции; Cs — емкости секций пьезопреобразователя Uk для N = 8, C0 = 700 pF, L = 15 nH, относительно ”земли”.

Cs = 10 pF. a — последовательное включение по схеме Расчеты показали, что в этих случаях в электри- рис. 2, a, b — симметричное включение по схеме рис. 2, b;

ческой цепи имеется резонанс амплитуды на секциях f0 = 142.5 (1a), 133 MHz (1b); f = 100 (2), 160 MHz (3).

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. Оптимизация функции пропускания акустооптической ячейки с аподизированным... Следует отметить, что добавление компенсирующих емкостей всегда смещает характеристики, приведенные на рис. 3, в сторону более низких частот. Расчеты показали, что наилучшая компенсация достигается для симметричного включения секций пьезопреобразователя по схеме 2, b. На рис. 5 представлен максимальный уровень боковых лепестков функции пропускания для такого включения в зависимости от частоты для N = 7, C0 = 700 pF, L = 15 nH, Cs = 10 pF. Кривая 1 соответствует случаю без дополнительных емкостей Ck, кривые 2 и 3 соответствуют компенсации влияния паразитных элементов на частотах 80 MHz (при этом дополнительные емкости оказались равными C1 = C7 = 2pF, C2 = C6 = 4pF, C3 = C5 = 10 pF, C4 = 30 pF) и 150 MHz (соответственно C1 = C7 = 60 pF, C2 = C6 = 25 pF, Рис. 5. Зависимость максимального уровня боковых лепестков C3 = C5 = 6pF, C4 = 0).

функции пропускания от частоты звука f для симметричного На основании представленных данных можно сделать включения секций пьезопреобразователя. N = 7, C0 = 700 pF, вывод, что в окрестности частоты, для которой рассчиL = 15 nH, Cs = 10 pF; 1 — без компенсации, 2 и 3 —влитывались компенсирующие емкости, уровень боковых яние паразитных параметров скомпенсировано на частотах лепестков ниже, чем в случае Ck = 0. При этом и 150 MHz соответственно.

существует конечный частотный диапазон, в пределах которого уровень боковых лепестков достаточно мал, например менее 20 dB. В частности, при компенсации жений на k-й секции, причем рассчитаны эти амплитуды на частоте 80 MHz он составляет около 100 MHz, а на для 100%-ной эффективности дифракции.

частоте 150 MHz — лишь около 20 MHz. Также необхоСледует отметить, что кривые на данном рисунке димо отметить, что для больших величин C0 при компенусловны, поскольку на самом деле распределения сту- сации на частотах выше резонансной требуется большое пенчатые и напряжения, указанные в узловых точках, напряжение питания в соответствии с рис. 3. Тем не являются постоянными в пределах соответствующей сек- менее следует ожидать, что при известных величинах паразитных параметров, например для C0 = 700 pF, можции, а эти точки соединены кривой лишь для удобства изображения. Кривые 1 соответствуют условиям, кото- но согласовать схему на некоторой рабочей частоте, в окрестностях которой уровень боковых лепестков будет рые являются оптимальными для подавления боковых достаточно низок, например ниже 20 dB.

лепестков функции пропускания. Они рассчитаны для резонансных частот. На частотах, отличных от резонансных, имеет место искажение оптимального распределеЗаключение ния амплитуды напряжений на секциях пьезопреобразователя. В случае включения по схеме 2, a это распредеКак показали проведенные исследования, паразитные ление становится асимметричным, причем на частотах параметры, возникающие при осуществлении предлониже резонансной максимальная амплитуда смещается женных схем аподизации пьезопреобразователя, могут влево (кривая 2), а на частотах выше резонансной вправо существенно повлиять на амплитуды и фазы электри(кривая 3). При включении секций по схеме 2, b сохраняческого напряжения на его секциях и, как следствие, ется симметрия распределения амплитуды напряжения значительно изменить амплитудное и фазовое распрена секциях, однако соотношение амплитуд напряжений деления звукового поля, особенно на высоких частотах.

нарушается.

Это может привести к нарушению условия оптимального Существенное изменение распределения амплитуды подавления боковых лепестков, что крайне нежелательнапряжения влечет за собой увеличение уровня боковых но, поскольку использование аподизированного пьезолепестков функции пропускания, особенно на высоких преобразователя позволяет существенно снизить урочастотах. Наши расчеты показали, что это нежелательное вень боковых лепестков функции пропускания акустовлияние паразитных параметров может быть уменьшено оптической ячейки. Однако, как показали проведенные путем введения в цепь дополнительных компенсируюрасчеты, влияние паразитных параметров может быть щих емкостей. В принципиальных схемах на рис. 2 в скомпенсировано путем включения в цепь дополнительэтом случае к емкостям Ck параллельно присоединяются ных емкостей, величины которых были рассчитаны на емкости Ck. Подбором величин этих дополнительных частотах как ниже, так и выше резонансных. Оказаемкостей Ck на определенной частоте можно добиться, лось, что наилучшая компенсация влияния паразитных чтобы распределение амплитуды напряжения на секциях параметров достигается в схеме с симметричным подстало оптимальным. ключением источника питания. При этом в пределах Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 78 В.Н. Парыгин, А.В. Вершубский, Е.Ю. Филатова определенного частотного диапазона уровень боковых лепестков составляет менее 20 dB при числе секций пьезопреобразователя, равном 7.

Список литературы [1] Парыгин В.Н., Балакший В.И. Оптическая обработка информации. М.: Изд-во Московского ун-та, 1987. 157 с.

[2] Корпел А. Акустооптика. М.: Мир, 1993. 240 с.

[3] Магдич Л.Н. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1980. Т. 44. № 8.

С. 1683–1690.

[4] Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. 232 с.

[5] Мазур М.М., Шорин В.Н. и др. // Опт. и спектр. 1996.

Т. 81. № 3. С. 521–523.

[6] Зайцев А.К., Клудзин В.В. // Изв. вузов. Электроника.

1998. Т. 41. № 10. С. 75–80.

[7] Pustovoit V., Gupta N. // EOS Topical Meetings Digest Series.

1999. Vol. 24. P. 35–36.

[8] Парыгин В.Н., Вершубский А.В. // Акуст. журн. 1998. Т. 44.

№ 5. С. 615–620.

[9] Парыгин В.Н., Вершубский А.В. // РиЭ. 1998. Т. 43. № 11.

С. 1369–1374.

[10] Парыгин В.Н., Вершубский А.В., Холостов К.А. // ЖТФ.

1999. Т. 69. Вып. 12. С. 76–81.

[11] Parygin V.N., Vershoubskiy A.V., Filatova E.Yu. // J. Modern Optics. 2000. Vol. 47. N 9. P. 1501–1511.

[12] Parygin V.N., Molchanov V.Ya., Filatova E.Yu. // EOS Topical Meetings Digest Series. 1999. Vol. 24. P. 45–46.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.