[发明专利]一种基于多条耦合器的声表面波振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振荡器，特别是一种基于多条耦合器的声表面波振荡器。

背景技术

振荡器是一种无需外部激励信号，就能将直流电源供给的功率转换为具有一定频率和振幅信号输出的电子系统。声表面波振荡器由于具有高的频率稳定度和小的接入系数，因此在正弦波、方波等各种信号源，以及载波电路、传感器等高频及甚高频领域得到了广泛应用。

声表面波器件作为声表面波振荡器的核心元件，其设计参数不仅决定了声表面波振荡器振荡信号的频率，而且其性能特别是声表面波器件频率特性中的体声波抑制和旁瓣抑制特性的优良与否，将直接影响到整个声表面波振荡器的性能指标和稳定性。声表面波器件中的输入换能器在激发声表面波信号的同时，还会激发出一种体声波信号，该体声波信号在自由基片表面上传播时，其与表面波信号具有相同的传播路径。此时，对于传统上使用的等叉指、双换能器型声表面波器件，体声波信号则会被耦合到输出换能器，并对声表面波器件的响应特性造成影响，引起声表面波器件的频谱特性曲线出现带内波纹过大及右边带出现高于声表面波同步频率的假响应现象。同时，采用传统上使用的等叉指、双换能器型声表面波器件，器件的频谱特性曲线的第一旁瓣仅仅比主瓣的峰值低13.26dB，如果再综合考虑信号反射、体声波干扰、假响应等问题，旁瓣与主瓣峰值的差值将远小于这个值，因此，在测量中旁瓣信号很难与主瓣信号分离出来，将产生很大干扰。

综上，设计一种周期性好、性能稳定的声表面波振荡器是十分有必要的，且重点应对其核心元件声表面波器件的结构进行改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于多条耦合器的声表面波振荡器，由于其中的声表面波器件基于多条耦合器设计，使得该声表面波振荡器在体声波和旁瓣抑制方面能力上较普通振荡器得到提高，输出振荡信号具有了更好的周期性和稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案：

一种基于多条耦合器的声表面波振荡器，包括直流电源和直流干扰滤除电路，所述直流电源的输出端连接直流干扰滤除电路，所述声表面波振荡器还包括共集电极放大电路和电容反馈式电路；所述直流干扰滤除电路与由共集电极放大电路和电容反馈式电路组成的并联电路相串联，所述电容反馈式电路由声表面波器件和匹配电路串联组成；共集电极放大电路的输出端和匹配电路的输出端连接；

所述直流电源用于提供稳定、恒定的直流电流；直流电源抗干扰电路用于滤除直流电源中的存在的高次谐波、尖峰电压及噪声干扰信号；共集电极放大电路用于放大振荡器产生的振荡信号；基于多条耦合器的声表面波器件用于对通过声表面波器件的振荡信号的选频；匹配电路与声表面波器件构成电容反馈式电路，用于使所述声表面波振荡器中的振荡信号被反馈放大；当直流电源开通后所述声表面波振荡器输出振荡波形。

优选的，所述声表面波产生器件包括在同一压电基片材料上依次制作的输入换能器、多条耦合器和输出换能器，其中，多条耦合器的长度等于输入换能器的最大声孔径与输出换能器的最大声孔径长度之和；多条耦合器的上端与输入换能器的最大声孔径上端对齐，且多条耦合器的下端与输出换能器的最大声孔径下端对齐。

优选的，所述输入换能器和输出换能器均采用变迹换能器。

优选的，所述直流电源采用12V直流电源。

优选的，所述直流干扰滤除电路由电容C1、电容C2和电感L1组成；所述共集电极放大电路由晶体管放大器Q1，偏置电阻R1、偏置电阻R2和反馈电阻R3组成；所述电容反馈式电路由基于多条耦合器的声表面波器件SAW、电容C3、电容C4和电感L2组成；其中：

所述直流电源的输出端分别连接电容C1的正极、电容C2和电感L1，电容C1的、电容C2和电感L1三者并联组成滤除直流干扰电路；电容C1的负极和电容C2的输出端与声表面波器件SAW的输入端S2相连，电感L1的另一端与声表面波器件SAW的输入端S1、电感L2以及电阻R1分别相连；晶体管放大器Q1的基极、偏置电阻R1的另一端和偏置电阻R2三者相连，Q1的集电极、电感L2的另一端和电容C4三者相连，Q1的发射极、反馈电阻R3和电容C3三者相连；SAW的输出端S3与电容C3相连；偏置电阻R2的另一端、反馈电阻R3的另一端以及SAW的输出端S4均接地。

优选的，所述晶体管放大器Q1采用硅NPN C3355型高频三极管放大器。