Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия), страница 17

В случае симметричных сигналов свертка совпадает с автокорреляциониой функцией. Устройство, показанное иа рис. 3, поаволяет производить и нек-рые другие интегральные преобразованиа акустич. сигналов. Если па входной преобразователь 1 подается сигнал Гг (1) и в момент, когда ои проходит под нараметрич. электродом б, ка последний подать б-ивщульс (или очень короткий радиоимпульс), то в направлении к преобразователю 1 побежит обратиан волна — сигнал ув (1), представляющий собой инвертированный (обращбнпый) во вре- а б е Рис.

11. Обращение акустического сигнала во времени в устройстве евсрткн: о — вхояяой сигнал; б — накачка — бимпульс; н — выходной сигнал. мени сигнал уг (1), т. е. Гв (1) = = уг( — 1). Например, если сигнал Ут (1) представляет собой пару из короткого и длинного импульсов (рис. 11), то в сигнале Гя (1) короткий и длниный импульсы мепнются иестаыи.

Помимо устройств свертки в радиолокации, в системах антоматич. управления необходиыы устройства, позволяющие получать функцию корреляции двух сигналов: Укор= ~ )',(1) Уя(1~ с) 61. (5) Рассмотренное ранее устройство свбртки позволяет получить функцию корреляции сигналов, если один из сигналов предварительно обратить во времеви. Для этого можно использовать систему из двух устройств свертки (рис. 12), первое из к-рых обращает один из сигналов во времени, а второе дает свертку обращенного во вреиени сигнала со вторым сигналом, к-рая является функцией корреляции двух первоначальных сигна- АКУСТОЭЛВКТРОКККА ЯЕ!):)Д~~йегЯЯ((Я Табл 3. †Параметры устройств свергни Динам кческин диапазон, дп Рабо- чая часто- та, МГц Время инте- грироеания, мкс Внутренние потери, двч Полоса частот, МГц Материал Примечание 14 1350 ШКЬО,,.......

глЧЬО, . 11срал~йка РЕТ Ы!8. шйьо, -1- 61. ЬЮЬОе -', Ссзе 1, КЬО, -,'- диады — 60 -70 -30 -64 — 47 30 1 7,5 5 50 102 22 52 105 3,6 6,8 8,7 2,5 70 — 16 123 п 1З2 67 и 07 66 — 35 60 лон. При этом встречное вааимодействие приводит к тому, что сигнал корреляции снова будет сжат в два раза. 1'ие, 12. Схема получения функции корреляции акустических сигналов системой Иа двух устройств свертки.

Напряжение сигнала иа выходе устройства свертки определяется выра>кением: м Усе — А $ )угаИеа (6) где лу — параметр нелинейности, Л вЂ” апертура акустич. пучка, И',а и И'„ — акустич. мощности взаимодействующих сигналов. Т.к. при гнбртке выходной сигнал пропорциопален произведению входных сцгиалов, то такое устроиство свертки нельзя характеризовать потерями к дБ, как линейные устройства (линии задержки или фильтры).

Для иеликейпых устройств вводят фактор потерь С в размерных децибелах †децибел па милливатт (сокращенно дБм). При этом различают виутреннио потери: и внешние потери1 бан, = 46)й ( — "* ), где И' — мощность сигнала свертки, И'гч и И;е — злектрич. мощности входных сигналов, причйм все мощности выражаютсп в милливаттах.

Согласно табл. 3, наиболее эффективными, т. е. обладающими меньшими внутренними потерями, являются устройства свертки, в к-рых используется взаимодействие ПАВ в слоистой структуре пьеаоэлектркк — полупроводник. В структурах пьсзоэлектрик †полупроводник наряду с операцией свертки или корреляции осуществляют такеке сравнительно долговременное запоминание акустич. сигналов; такие устройства иаа. устройствами акустич. памяти. Запоминание акустич. сигналов обусловлено наличиеы центров захвата электронов в полупроводвико и особенностью нелинейного взаимодействия волн. Согласно дисперсиониой диаграмме (рис.

9), разность взаимодействующих волн (оа„ 4,) и (ы„ й,) дает сигнал с частотой юа.=- 0 (т. е, постоянный ток в течение времени взаимодействия волн) и волновым вектором йа — — 20— это означает, что ток неоднороден в пространстве. Неоднородный в пространстве постоянный ток создает объемный неоднородный заряд ка примесиых состояниях (центрах вахвата) попупроводника, соответствующий форме акустич.

снгкала, к-рый будет существолать до тех пор, пока тепловые процессы не выравияют это неоднородное распределение. Т. о., время памяти опредеднется времеиеы релаксации для примесиых состояний полупроводников. Испольаоваиие легированного кремния дозволяет запоминать акустич. сигналы иа время в несколько сотен мкс, а сернистого Осъ6мнме волны, емрожденная схема ПАВ, вырожденная схема е е ПАВ, вырожденная схема, слоистая структура ПАВ, невырождениая схема, слайстая структура ПАВ, неаырождениая схема, диодная структура АкуОРОэлнктрпникА кадыин — до 10 мс.

Охлаждение кристалла дополнительно увеличивает крема памяти. Считывание эапоыиенного сигнала осуществляется подачей на параметрич. алектрод б (рис. 13) у Рнс. 13. Схема устройства акустнчесной памяти: 1 — входные нреобраэоэателн; э — выходной преобразователь; э — ээуколроеоа — аластнна ЫХЬОк 4 — полулроводниковая лласткка !8! клн Сбя) с параметрическим электродом 4. сигнала на удвоенной частоте (короткого считывающего импульса). Запомненный сигнал снимаетсн выходным преобразователем 2. Устройство памяти позволяет не только запоыннать сигнал, ко и проводить его корреляционную обработку.

Сигнал свбртки, как и сигнал акустич. памяти, аависит от проводимости полупроводника. Неоднородность проводпмости изменяет форму выходного сигнала, поэтому по его форме можно акустич. методамн контролнровагь однородность электрич. параыетров полупроводниковых материалов, а по сигналу памяти — измерять вреыя релаксации прнмесных состояний. Сравнительно ыедленное распространение акустич.

волн позволяет применять их для сканирования оптич. изображений и преобразования их в алектрнч. сигнал, для аамены и Рне. !4. Схема устройства аля сканирования н преобразования онтнческого изображения акусткческнм методом: !в входные яреабраэователн; е — ноточуэстэктельнаэ полупроводниковая пластина !8! клк Сбн) с аолунроэрачнын электролам э; 4 — аьеэоэлектрнческнй эеуконрозоа !4ЛМЬО,); Э вЂ” оптическая лкнеа; б — оотичесоое кэабраженке нреднета 7. миниатюривации передающих толевиаионных трубок.

Для этой цели могут использоваться окустоэлектрический э)8!бент, эффекты свертки и памяти. При освещении фоточувствительного полупроводника 2 в устройстве свертки (рис. 14) распределение освещениостей в оптич. изображении предмета 6 даст распределение проводимости в кристалле. Если в гакой структуре производить свертку короткого и длинного акустнч.импульсов, то короткий сигнал будет как бы сканировать распределение освещенности и выходной сигнал будет представлнть собой раввертку освещенности пластинки — сигнал оптич, иэображения (одна строка). Используя механич. развбртку по второй координате (переыещая либо кристалл.

либо изображение),можно получить развертку всего кадра. Ложе Пирогов В. Н. н др., «Иэв. ВУЗов. Радзоэлектронкка», 1976, т. 19. эн 3, с. 3 — 14; Поверхнос«ные акустические волны — устройства к применения, (нер. с ан ..), »тиИЗР», )ШЕ, т. Щ, та 4; К о рюак В, А., Ломов В. Е., Солодов Н. Ю., „Письма з жэтш», 1979, . 33, 34 8, с. 438 — 41; Н а н т а р В. М„монолитные льеэоэлеьтрнческке Фильтры, М., 1977; Н а р к н с к к й С. С., Устройства обработка сигналов на ультраээуковых поверхностных волнах, М., 1975.

В.В,Ломо«. АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИŠ— то же, что еэаимодейстеие ультра«сука с электронами. АМПЛИТУДА колебаним— наибольшее значение А величины х., совершаю«цей еарл«они»еское колебание х =- Асов (ю)+ !у), где ю — круговая частота, 1 — время, !р — начальная фаза колебания. Эффективное вначение хэй 9 колеблющейся величнкы связано с ее А. соотноп«ением хэфй = А)') ~2. При записи колебаний в комплексноы виде х = Ае "е ' ' оелнчкну Ае " паз. комплексной А. Прн сложении гармонич. колебаний одинаковой частоты комплексные А.

составляющих колебаний, рассматриваемые как векторы, складываютсн геометрически. Термин «А.ь применяют условно и к колебавиям, мало отличающимся от гармонических («перемеинаяэ А.]. В бегущей плоской гармонич. волне А. одинакова во всех точках, в сферической волне — убывает по мере удаления от центра, в неоднородной плоской волне — зкспоненциально меняется вдоль фронта. В стоячей плоской волне А.

меняется от точки БИЕНИЯ Бксикн (в), возникающие арк наложения двух близких эо в частоте нолсбанив а к б. к точке по синусоидальному закону. В рупориых концентраторах А. стоячей волны дополнительно нарастает к сужающемуся концу. А. колеблющихся величин в бегущей плоской волне пропорциональны корню квадратному из плотности потока зяергии (интенсивности авука) У", при фиксирозаином значении 7 А.

ввукввава давления и калсбатсльиай скорости частиц не аависят от ю; А. смещений обратно пропорциональна ю; А. ускорений прямо пропорциональна ю. В воздухе при 7 = 1 эрг!см'с А. БИЕНИЯ вЂ” квазипериодические измеиения амплитуды колебания, образующегося при сложении двух гармонических колебаний с близкими частотами ю, и ю„т. е.

при условии, что )ю, — юв )<< ев,. Б. обусловлены изьсеяеяпем с течением времени разности фаз составляющих колебаний. Результируюп1ее колебание — квазигармопическое (сь1. рис.) со средней частотой (ю, + юв)/2 и амплитудой, пзыеияющейся от значения, равного суыые амплитуд составляющих колебаний, до значения, раввого их разности: А, сое ю,г+ А, сое ю,1 =в ю,— О, ю,-)-ю, = (А, + А,) соз —, гсоэ — ' — (А — А ) юп ' 1з[п — '1 и,— а, . а,ц-ю, э 2 Период Б, равен 2к1)юг — ювй число циклов квазигармокич. колебаиил, укладывасощихся иа одном периоде, 1 равно — (ю, + юя)7 (юд — юх(.

Наб- людеиие Б. позволяет измерять с боль- шой точностью малые равности частот двух гармоиич. колебаиий, а также устанавливать равенство частот, отме- чая спадепие частоты Б. до нуля (т. н. пулевые Б.). В колебательной системе, выводи- мой из состояния покоя гармониче- ской вынуждающей силой, имеющей звукового давлеиия и скорости частиц равны приблизительно 9 дик/смв (0,9 Па) и 0,21 см7с.

В воде при ! =- 1 Вт/смс соответствевпые величииы равны приблизительно 1,7 атм (1,7 10' Па) и 11 см1с. Максимальная А. смещений рабочего конца УЗ-вых инструментов составляет иесколько десятков мкм при частотах в несколько десятков кГц. Л. ускорения частиц в УЗ-вой волне в воде при частоте 1 МГц и 7 == 1 Вт7смв составляет около 7 10вб (7 10' см!с). М. А. Исакввич. частоту, близкую к собствевпой час.- тоте системы, возкикают Б. между собственными и выпуждекными колебаниями. Характериан картина Б. наблсодается при свободных колебаниях двух связаниых систем с равными парциальиыми частотаыи при слабой связи. В этом случае имеются два карлалъиая колебания близких частот, обрааующих Б.