Реферат по теоретическому заданию гпо-1 Выполнил студент гр. 532

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра электронных средств автоматизации и управления (ЭСАУ) АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА Реферат по теоретическому заданию ГПО-1 Выполнил студент гр.532 ___________Тагильцева А.А. Руководитель проекта Ст. преп. кафедры ЭСАУ ___________Шаропин Ю.Б. Томск 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………….3 Акустоэлектронника……………………………………………………..4 Электроакустический усилитель……………………………………….10 Акустоэлектрический эффект…………………………………………..13 Заключение………………………………………………………...…….19 Список использованной литературы…………………………………..20 Приложение A…………………………………………………………..21 Приложение Б.…………………………………………………………..21 Приложение В…………………………………………….……………..22 ВВЕДЕНИЕ Акустоэлектроника очень распространённый раздел науки и в современном мире огромное множество компаний по всему миру занимаются её разработкой, изучением и развитием. Акустоэлектроника основана на ее концептуальных и экспериментальных аспектах пьезоэлектрического эффекта, открытого Дж. Кюри и П. Кюри. В этой статье рассматриваются исследования по акустоэлектронике. Существует три основных типа акустоэлектроных взаимодействий: ​​I) взаимодействие объемных акустических волн в пьезоэлектрическом полупроводнике со свободными носителями заряда; II) взаимодействие поверхностных акустических волн в пьезодиэлектрике кристалла со свободными носителями в соседней полупроводник III) взаимодействия поверхностных акустических волн в пьезоэлектрическом кристалле со свободными электронами в вакууме. Основные характерные особенности акустоэлектроного взаимодействия иллюстрируются на экспериментальных результатах, полученных с пьезоэлектрических кристаллов, таких как CdS, Те, InSb, SiO2, LiNbO3. Acoustoelectronics is based both in its conceptional and experimental aspects on the piezoelectric effect discovered by J. Curie and P. Curie. This article reviews the research on acoustoelectronics. Three basic types of acoustoelectron interactions are considered: I) interaction of bulk acoustic waves in a piezoelectric semiconductor with free charge carriers; II) interaction of surface acoustic waves in a piezodielectric crystal with free carriers in an adjacent semiconductor III) interaction of surface acoustic waves in a piezoelectric crystal with free electrons in vacuum. The main characteristic features of the acoustoelectron interactions are illustrated by the experimental results obtained with well known piezoelectric crystals such as CdS, Te, InSb, SiO2, LiNbO3. АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА Акустоэлектроника – это раздел науки и техники на стыке акустики твердого тела, физики полупроводников и радиоэлектроники, направление функциональной микроэлектроники, основанное на использовании пьезоэлектрического эффекта, а также явлений, связанных с взаимодействием электрических полей с волнами акустических напряжений в пьезоэлектрическом полупроводниковом материале. Изучает проблемы усиления и генерации упругих волн при взаимодействии последних с носителями заряда в процессе их распространения в полупроводниках, преобразования и обработки радиосигналов акустическими методами, а также создания соответствующих устройств, занимается разработкой ультразвуковых (УЗ) устройств для преобразования и аналоговой обработки радиосигналов. Акустоэлектроника занимается исследованием принципов построения ультразвуковых устройств для преобразования и обработки радиосигналов. Преобразование СВЧ-сигнала в звуковой, длина волны которого в 105 раз меньше, значительно облегчает его обработку. Для выполнения операций над сигналами используются взаимодействие ультразвука с электронами проводимости, электромагнитными полями, оптическим излучением, а также нелинейное взаимодействие акустических волн. Акустоэлектронные устройства позволяют производить различные операции над сигналами: преобразования во времени (задержку сигналов, изменение их длительности), частотные и фазовые (сдвиг фаз, преобразование частоты и спектра), изменение амплитуды (усиление, модуляция), а также более сложные функциональные преобразования (интегрирование, кодирование и декодирование, получение функций свертки, корреляции сигналов и т. д.). Выполнение таких операций часто необходимо в радиолокации, технике дальней связи, системах автоматического управления, вычислительных и др. радиоэлектронных устройствах. Акустоэлектронные методы в ряде случаев позволяют осуществлять эти операции более простым и рациональным способом. Элементы акустоэлектроники. Всякое акустоэлектронное устройство состоит из простейших элементов - электроакустических преобразователей и звукопроводов. Кроме того, применяются отражатели, резонаторы, многополосковые электродные структуры, акустические волноводы, концентраторы энергии и фокусирующие устройства, а также активные, нелинейные и управляющие элементы. Для возбуждения и приема объемных волн в акустоэлектронике используются пьезоэлектрические преобразователи: пьезоэлектрические пластинки (на частотах до 100 МГц), пьезополупроводниковые преобразователи с запирающим или диффузионным слоем (в диапазоне частот 50-300 МГц), пленочные преобразователи (на частотах выше 100 МГц). Гиперзвуковые волны часто возбуждаются с поверхности пьезоэлектрического звукопровода, торец которого для этих целей помещают в зазор СВЧ-резонатора или замедляющую СВЧ-систему. Для возбуждения и приема ПАВ используются главным образом встречно-штыревые преобразователи (рис. 1, а; пр. А), представляющие собой периодическую структуру металлических электродов, нанесенных на пьезоэлектрический кристалл. В качестве звукопроводов для акустоэлектронных устройств применяются монокристаллы диэлектриков, пьезоэлектриков, полупроводников - в зависимости от назначения и характеристик устройства (кварц, сапфир, ниобат лития и др.). Для изменения направления распространения акустического пучка в УЗ-линиях задержки и др. устройствах применяются отражатели: для объемных волн - хорошо отполированные свободные плоские поверхности звукопровода, для ПАВ - решетки с периодом d из металлических или диэлектрических полосок или канавок в звукопроводе (рис. 1, б, в; пр. А), установленные перпендикулярно или наклонно к падающей волне. Интерференция ПАВ от большого числа отражателей позволяет получить высокий коэффициент отражения Kотр в узкой полосе частот, так, при 100 полосках Kотр достигает 98% в узкой полосе с центральной частотой , где cп - скорость ПАВ. Отражение объемных акустических волн от граней кристаллов позволяет создавать пьезокристаллические монолитные или пленочные резонаторы. Наиболее широко используются кварцевые резонаторы в диапазоне частот 0,5-30 МГц, их добротность достигает 106. Напылением тонких эпитаксиальных пьезоэлектрических пленок CdS, ZnO или AlN на диэлектрическую подложку создают резонаторы на частоты до 10 ГГц. Системы отражателей для ПАВ позволяют создавать резонаторы с добротностью ~105 и низкими вносимыми потерями (5 дБ) в диапазоне частот 30-1000 МГц. В этом случае между отражателями 2 (рис. 2; пр. А) создается стоячаяповерхностная волна, которая возбуждается и принимается преобразователем 1. Добротность такого резонатора определяется коэффициентом отражения ПАВ от отражателей и ее поглощением в звукопроводе. Разновидностью отражателей для ПАВ являются многополосковые электродные структуры (МЭС), состоящие из однородной незамкнутой периодической системы металлических полосок (рис. 3; пр. А), расположенных перпендикулярно направлению распространения ПАВ. В МЭС падающая волна занимает лишь половину их апертуры (канал I). При достаточной длине МЭС это приводит к тому, что волна, распространяющаяся в канале I, возбуждает связанную с ней моду колебаний в канале II, чем достигается направленное ответвление волны. МЭС позволяют создавать направленные ответвители ПАВ, расширять и сжимать пучки ПАВ, изменять траектории пучков, создавать эффективные отражатели ПАВ, однонаправленные преобразователи и т. д. Частным случаем звукопроводов являются акустические волноводы. На объемных волнах они представляют собой полоски, ленты или проволоку, в которых возбуждаются определенные моды. Такие волноводы служат в качестве линий задержки на большие времена или в качестве дисперсионных линий задержки, если волноводы возбуждаются на модах, обладающих заметной дисперсией. В случае ПАВ волноводы представляют собой металлические или диэлектрические полоски (рис. 4; пр. А) определенных размеров и сечений. Волноводы служат для канализации энергии ПАВ, изменения их направления распространения, увеличения времени задержки и т. д. Концентраторы - звукопроводы переменного сечения, которые служат для увеличения плотности энергии УЗ-волн и для ввода энергии в акустические волноводы. Для ПАВ - это металлическая или диэлектрическая полоска переменного сечения (рис. 5; пр. А). В качестве активных акустоэлектронных элементов используются пьезополупроводниковые монокристаллы, пьезополупроводниковые пленки или слоистые структуры "пьезоэлектрик-полупроводник". В активных элементах происходит взаимодействие УЗ с электронами проводимости, что позволяет их использовать для усиления и генерации волн, для управления их амплитудой и фазой. В качестве нелинейных элементов применяются диэлектрические звукопроводы с большими акустическими параметрами нелинейности, пьезополупроводниковые материалы и слоистые структуры. Их работа основана на использовании различных механизмов нелинейного взаимодействия: упругого, пьезоэлектрического, электрострикционного, и особенно акустоэлектронного. Кроме того, применяются системы полупроводниковых диодов, связанных с системой электродов, нанесенных на поверхность пьезоэлектрического звукопровода. Нелинейные элементы позволяют перемножать акустические сигналы, производить акустическое детектирование, преобразование частоты и другие более сложные преобразования сигналов. Основные нелинейные акустоэлектронные устройства - приборы аналоговой обработки сигналов - конвольверы (или конволюторы) и корреляторы, а также устройства акустической памяти. Конвольверы предназначаются для получения функции свертки V(t) двух сигналов F1(t) и F2(t):

Похожие:

	Реферат по дисциплине правоведение на тему Исполнение обязательств.... Филиал Санкт – Петербургского инженерно – экономического университета в городе Пскове		Маркетинговый план Интерсетевого холдинга Gloryon реферат по дисциплине:... Интернет заключает в себе еще более значительный потенциал, чем кажется на первый взгляд. Эта тенденция не так очевидна, но гораздо...
	Отчет по учебной геодезической практике выполнил студент 1 курса, шифр 03-3до-253 специальность		Выполнил студент Порядок сдачи зачета по дисциплинам модуля «технология и методология профессиональной деятельности» на 1-4 курсах фист
	Курсовая работа Действие лекарственных растений на центральную нервную... Приложение		«…», выполнил(а): …, класс, школа, учебный год) Титульная страница (реферат на тему: «…», выполнил(а): …, класс, школа, учебный год)
	Самостоятельная работа По мдк 01. 01 «Практические основы бухгалтерского... Описать произвольные первичные бухгалтерские документы, рассматриваемые как письменное доказательство совершения хозяйственной операции...		Реферат по почвоведению студент 1 курса 6 группы Васильев Павел Сергеевич... Реферат по почвоведению студент 1 курса 6 группы Васильев Павел Сергеевич
	Реферат R,R-винная кислота и её производные Выполнил Ученик 10А класса... «Московский Городской Педагогический университет; биолого-химический университет»		Реферат по информатике выполнил ученик 11-"А" класса Титенко Дмитрий... Мы живем на стыке двух тысячелетий, когда человечество вступило в эпоху новой научно-технической революции
	Реферат Тема: Нравственно-гуманистические и ценностные аспекты триединой... Выполнил Святов А. В., старший преподаватель кафедры Социально-гуманитарных дисциплин, филиал юургу в г. Миассе		Реферат по философии Тема: Философский анализ естественнонаучных... Выполнил аспирант Монин С. Н., кафедра «Естественные науки» филиала юургу в г. Кыштыме
	Доклад-д/з-инструкция-проект Если студент пишет курсовую работу, то он не пишет реферат. В этом случае вместо оценки за реферат, необходимо указать оценку за...		Реферата выбирается из рекомендованного списка или по предложению... ...
	Реферат международный лизинг студент 506 гр специальности «Государственное... Студент 506 гр специальности «Государственное и муниципальное управление»		Реферат 01. 01. 2012 Степанов Владимир Сергеевич студент вуз пиу факультета: Менеджмент организации. 3 курс