Електромеханічний фільтр

Винахід відноситься до електронної техніки і може бути використаний в пристроях селекції сигналів. Відомий електромеханічний фільтр, що складається з двох розташованих на одній площині п'єзокерамічних перетворювачів пластинчастого типу з припаяними п'єзоелементами, що мають односпрямовану поляризацію за товщиною, і дротів зв'язку, прикріплених до п'єзокерамічних перетворювачів за площиною з боків кріплення п'єзокерамічних елементів/ Недоліком відомого електромеханічного фільтра є його великі габарити і підвищена маса. Технічною задачею винаходу є створення такого електромеханічного фільтра, у якому нове розташування перетворювачів і застосування п'єзокерамічних елементів із зустрічно-рівнобіжним напрямком поляризації, а також зміна місця закріплення дротів зв'язків дозволяє зменшити габарити виробу і його масу. Поставлена задача вирішується тим, що в електромеханічному фільтрі, що включає два п'єзокерамічних перетворювача пластинчастого типу з п'єзоелементами, що мають поляризацію за товщиною, і дроту зв'язку, прикріпленого до п'єзокерамічних перетворювачів, відповідно до винаходу, перетворювачі розташовані в площинах, рівнобіжних один одному, а п'єзокерамічні елементи встановлені з зустрічно-рівнобіжним у межах кожного перетворювача напрямком поляризації, при цьому дроти зв'язку прикріплені на бічні поверхні п'єзокерамічниих перетворювачів, що дозволяє зменшити габарити виробу і його масу. На Фігурі 1 показана заявлена конструкція електромеханічного фільтра, а на Фігурі 2 - конструкція прототипу (http://www.rockwellcollins. com/otherbusinesses/collins-filters/custom-designs/). Електромеханічний фільтр містить вхідний 1 і вихідний 2 п'єзокерамічні перетворювачі, що мають епюру коливань 3, п'єзокерамічні елементи 4, поляризовані в напрямках 5 і 6 або 7 і 8, дроти зв'язків: основні 9 і кріпильна 10. Електромеханічний фільтр працює в такий спосіб. При подачі на вхідний перетворювач 1 електричного сигналу, у ньому виникають вигинні коливання першої гармоніки з епюрой коливань 3, обумовлені зустрічно-рівнобіжним напрямкам поляризації 5 і 6 або 7 і .8, п'єзокерамічних елементів 4. Механічні коливання за допомогою зв'язувань 9 передаються на вихідний перетворювач 2, який перетворить їх в електричний сигнал. П'єзокерамічні перетворювачі з'єднані між собою також кріпильним зв'язуванням 10, закріпленим уздовж віссі симетрії системи. Поставлена мета досягається тим, що в запропонованій конструкції електромеханічного фільтра, на відміну від прототипу (Фіг.2), використовується не основний вид коливань, а їхня перша гармоніка. Відомо [Джонсон Р. Ме ханічні фільтри в електроніці. - М.: Світ, 1986. с.95], що для вигинних коливань відношення частоти першої гармоніки до основного складає 2,757. При цьому залежність, що дозволяє визначити резонансну частоту пластинчастих перетворювачів на вигинних коливаннях (Джонсон Р. Механічні фільтри в електроніці. - М.: Світ, 1986. с 71), має вигляд: 2 an E*t 12 * r l де an - корені частотного рівняння, значення яких залежить від виду коливань; так, для основної гармоніки вигинних коливань (n=1)аn=4,73, а для першої гармоніки (n=2)-аn=7,85; l, t - довжина і товщина пластини; Ε, r - модуль пружності і щільність матеріалу пластини. Приведений вираз показує, що резонансна частота пластини зворотно пропорційна квадратові її довжини. Тому застосування першої гармоніки коливань у пропонованій конструкції електромеханічного фільтра дозволяє значно зменшити довжину перетворювачів, а, отже, габаритні розміри і масу. Так, аналіз наведеного співвідношення показує, що при незмінних інших параметрах, для розглянутого випадку зменшення довжини складає величину порядку 40%. fn » 2