DE2254903A1

DE2254903A1 - ULTRASONIC DELAY LINE

Info

Publication number: DE2254903A1
Application number: DE2254903A
Authority: DE
Inventors: Andre Prof Defebvre; Gerard Prof Leman; Jeanfrancois Prof Pouliquen
Original assignee: ETAT FRANCAIS DIRECTION DES RE
Current assignee: ETAT FRANCAIS DIRECTION DES RE
Priority date: 1971-11-10
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1973-05-17
Also published as: FR2170291A5; GB1412264A; FR2205253A6; SE389246B; CA958086A; NL7215205A; US3787786A

Description

-DtPL-PHYS. DR. W. LANSI-IOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*-DtPL-PHYS. DR. W. LANSI-IOFF Attorney B. LANGHOFF *

β MÜNCHEN 81 · WISSMANNSTRASSe 14 · TELEFON 932774 · TeLEGRAMMAORESSEf LANGHOFFPATENT MÜNCHENβ MUNICH 81 · WISSMANNSTRASSe 14 · TELEPHONE 932774 · TeLEGRAMMAORESSEf LANGHOFFPATENT MUNICH

; Franeais,,. .direction des Recherches efe Moyens d'Essais, Iq., rue. .Saint-ßominique- T Paris.., Franse- ' '..'.; ^; ; Franeais ,,. .direction des Recherches efe Moyens d'Essais, Iq., rue. .Saint-ßominique- T Paris .., fringe- '' .. '.;^;

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mi% eimw. X&agXXohQin- pdt^soel^kfepiaefeam Sltnier^^ raite deinBrfinäung fee% i? Ifft © int
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Wellen auf 4w' QbepfΙδςίιβ-Elementes e.r^ifet eineWaves on 4w 'QbepfΙδςίιβ element e.r ^ ifet a

von e^itkt^ite^n Sig^aien^ ^it an'den Eingang den» weicht fe^s^gf^ung offensiahtiicn vc>n de? abhängt:,from e ^ itkt ^ ite ^ n Sig ^ aien ^ ^ it to 'the entrance the »soft fe ^ s ^ gf ^ ung offensiahtiicn vc> n de? depends :,

Es ist bereits feekannfe, dieIt's already fair that

zu gestalten^ daß an d_;en feststehenden lingangs» elektroden eine Anzah-1, Anzapfungen· vOPgesehen läßt sieh die Verzögerungsseit' iedoe.h nur in disk^efeen Beträgento shape ^ that at d _; A number of fixed input electrodes, taps, allow the delay side to be seen only in discreet amounts

verändern, . . ' ·change, . . '·

Per· Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zögerungsleitung ?u schaffen, welche eine kontinuierliche Einstellung der Verzögerungs'zeit e-rrriiSglicht.. -^ Per · invention has for its object, and create a delay line comprising a continuous adjustment of Verzögerungs'zeit e-rrriiSglicht .. - ^

Dies wird dadurch gelöst, daß mindestens eines der systeme ein in Iiängsrichtung des piezoelektrischen" Elemeniie:S:This is achieved in that at least one of the systems has a longitudinal direction of the piezoelectric element: S:

bewegbares Teil umfaßt, das eine: in der Nähe dejp aktiven fläche des pieZoelektPiseften Elements liegende obere Ele;kt.rQde bildet;.movable part comprising one: in the vicinity dejp active surface of the pieZoelectronic element lying upper ele; ct.rQde forms ;.

Es sind eine Reihe von Elektrodensystemen bekannt, die sich für Verzögerungsleitungen verwenden lassen. Bei einer ersten Elektrodenform sind kammartige Elektrodenzweige in Form von leitenden Bändern auf einer Stirnfläche des piezoelektrischen Elements angebracht* und zwar normal zur Wellenlaufrichtung, und untereinander an ihren Enden durch zwei leitende, parallel zur Ausbreitungsrichtung verlaufende Bänder miteinander verbunden. Auf der anderen Stirnfläche des piezoelektrischen Elementes ist eine leitende Folie angebracht, die die Masseelektrode bildet.A number of electrode systems are known which can be used for delay lines. At a first Electrode shape are comb-like electrode branches in the form of conductive strips on one end face of the piezoelectric Elements attached * normal to the direction of travel of the shaft, and each other at their ends by two conductive, parallel Ribbons running towards the direction of propagation connected to one another. On the other end face of the piezoelectric element, a conductive film is attached, which is the ground electrode forms.

Bei einer anderen Elektrodenform sind zwei netzartige Strukturen vorgesehen, welche jeweils nur ein parallel zur Wellenausbreitungsrichtung verlaufendes Band umfassen, die miteinander verschachtelt sind.In another electrode shape, two net-like structures are provided, each of which comprises only one band running parallel to the direction of wave propagation, which are interleaved with one another are.

Die erstgenannte Elektrodenform ergibt eine geringere Leistung als die letztgenannte, ermöglicht jedoch für eine gegebene Breite der Kammelektroden die Erzielung einer doppelten Frequenz gegenüber der letztgenannten Elektrodenform, die im übrigen schwierig herzustellen ist.The former electrode shape gives a lower performance than the latter, but allows for a given width With the comb electrodes, it is difficult to achieve a frequency that is twice as high as that of the last-mentioned electrode shape, which is otherwise difficult is to be established.

In der französischen Patentschrift Nr. 7o3 99 60 ist eine dritte Elektrodenart beschrieben.In French Patent No. 7039960 there is a third Type of electrode described.

Diese zeichnet sich aus durch die Zuordnung einer oberen Elektrode zu der Kammelektrode in der Nähe derselben. Diese obere Elektrode spielt durch Änderung des elektrischen Feldes an der Oberfläche die Rolle einer zweiten Kammelektrode. Diese Bauart besitzt eine Leistung in der Nähe der zweitgenannten Elektrodenform, hat jedoch auch die Vorteile der erstgenannten Elektrodenform, insbesondere, daß ein Kurzschluß zwischen den einzelnen Elektrodenzähnen keine Betriebsstörung verursacht und daß die maximale Betriebsfrequenz erhöht wird.This is characterized by the assignment of an upper electrode to the comb electrode near the same. This upper electrode plays by changing the electric field on the Surface the role of a second comb electrode. This design has a performance close to the second-mentioned electrode shape, however, it also has the advantages of the first-mentioned electrode shape, in particular that a short circuit between the individual Electrode teeth does not cause malfunction and that the maximum operating frequency is increased.

Qemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Verzögerungsleitung einen festen Elektrodenkamm sowie einem dem bewegbarenAccording to a preferred embodiment, the delay line comprises a fixed electrode comb and a movable one

309820/0759309820/0759

■ - ³ - ■ 225Λ903■ - ³ - ■ 225Λ903

Teil zugeordneten, parallel zur Wellenausbreitungsrichtung zugeordneten Kamm... . ■Part assigned, assigned parallel to the direction of wave propagation Comb... . ■

Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform bildet das bewegliche Teil lediglich einen Kamm, der auf einem isolierenden oder piezoelektrischen Substrat in der Nähe einer Stirnfläche des piezoelektrischen Elementes angebracht und dem bewegbaren Teil zugeordnet ist. ■ ..-...· According to a modified embodiment, the movable Part just a comb that is on an insulating or piezoelectric Substrate near an end face of the piezoelectric Element attached and assigned to the movable part. ■ ..-... ·

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben. °The invention is additionally described below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments. °

Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Verzögerungsleitung nach der Erfindung,Figure 1 is a plan view of a delay line according to the invention,

Figur 2 ist eine Seitenansicht der Verzögerungsleitung nach Figur 1. ·Figure 2 is a side view of the delay line according to Figure 1. ·

Figur 3 ist eine Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach den Figuren 1 und 2 mit gegenüber der Oberfläche des piezoelektrischen Elements geneigter oberer Elektrode.FIG. 3 is a side view of a particular embodiment of the delay line of FIGS FIGS. 1 and 2 with the upper electrode inclined with respect to the surface of the piezoelectric element.

Figur H ist, eine perspektivische Ansicht eines die Verzögerungsleitung nach den Figuren 1 und 2 und der zugeordneten Bauteile enthaltenden Gehäuses.Figure H is a perspective view of a housing containing the delay line of Figures 1 and 2 and associated components.

Figur 5 ist eine Seitenansicht, die den Mikrometerantrieb für die bewegliche Elektrode der Verzögerungsleitung erkennen läßt.Figure 5 is a side view showing the micrometer drive for the movable electrode of the delay line can be recognized.

Figur 6 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse nach Figur 5 in der Höhe der oberen Elektrode und deren Antriebsorgane. ·FIG. 6 is a cross section through the housing according to FIG. 5 at the level of the upper electrode and its Driving organs. ·

Figur 7 ist ein,Querschnitt durch das Gehäuse nach Figur 5 einer etwas anderen Ausführungsform.Figure 7 is a cross-section through the housing according to FIG Figure 5 of a slightly different embodiment.

30 9820/07 5 9 30 9820/07 5 9

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein quaderförmiges piezoelektrisches Element 1, das in der Ausbreitungsrichtung Z der Wellen die größte Abmessung aufweist. Auf der Oberseite des piezoelektrischen Elements ist eine Sendeelektrode 2 aufgebracht, die die Gestalt von zwei mit ihren Zähnen ineinandergreifenden Kämmen hat,Figures 1 and 2 show a cuboid piezoelectric Element 1, which has the largest dimension in the direction of propagation Z of the waves. On top of the piezoelectric Elements, a transmitting electrode 2 is applied, which has the shape of two meshing with their teeth Has combing,

Die Empfangselektrode umfaßt eine Gitterelektrode 3> die auf der Oberseite des piezoelektrischen Elements 1 angebracht ist, und eine obere Elektrode 4, die aus einem Metallklotz besteht, der in Figur 1 gestrichelt dargestellt ist. Der an die obere Elektrode angrenzende Pfeil Z soll die Bewegungsmöglichkeit zum Variieren der Verzögerungszeit darstellen.The receiving electrode comprises a grid electrode 3> on the Top of the piezoelectric element 1 is attached, and an upper electrode 4, which consists of a metal block, the is shown in dashed lines in FIG. The arrow Z adjacent to the upper electrode is intended to indicate the possibility of movement to the Show varying the delay time.

Schließlich ist noch eine Masseelektrode 5 vorgesehen. Die an die Elektroden angeschlossenen Leitungen zum Erregen des piezoelektrischen Elements und zum Abnehmen der induzierten Spannung sind nicht dargestellt. Von der kammartigen Sendeelektrode 2 kann ein Kammteil mit der Masseelektrode 5 verbunden sein. Der Ausgang der Empfangselektrode wird von der Gitterelektrode 3 und der Masseelektrode 5 abgenommen, wobei die obere Elektrode k mit der Masselektrode 5 verbunden sein kann. Die Masseelektrode 5 kann auch fortgelassen sein, wobei dann die obere Elektrode ¹J mit dem heißen Anschluß des Verstärkers und die Gitterelektrode mit der Masse des Gehäuses verbunden wird.Finally, a ground electrode 5 is also provided. The lines connected to the electrodes for exciting the piezoelectric element and for removing the induced voltage are not shown. A comb part of the comb-like transmitting electrode 2 can be connected to the ground electrode 5. The output of the receiving electrode is taken from the grid electrode 3 and the ground electrode 5, it being possible for the upper electrode k to be connected to the ground electrode 5. The ground electrode 5 may also be omitted, in which case the upper electrode ¹ J is connected to the hot terminal of the amplifier and the grating electrode with the mass of the housing.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine regelmäßige Gitterelektrode 3 vorgesehen mit einer Anzahl Zähnen, die in einem Abstand voneinander liegen, der von entsprechenden Kanten zweier benachbarter Zähne aus gemessen ist und der dem entsprechenden Abstand gleichartiger Kanten benachbarter Zähne der Sendeelektrode 2 entspricht. Die kammförmige Sendeelektrode und die ßitterförmige Empfangselektrode können jedoch auch unterschiedlich breite und in unterschiedlichem Abstand liegende Elektrodenflachen aufweisen.In the illustrated embodiment, a regular grid electrode 3 is provided with a number of teeth that are shown in FIG a distance from each other, which is measured from corresponding edges of two adjacent teeth and that of the corresponding Distance of similar edges of adjacent teeth of the transmitting electrode 2 corresponds. The comb-shaped transmitter electrode and the Bitter-shaped receiving electrodes can, however, also be different wide and differently spaced electrode surfaces exhibit.

Die obere Elektrode Jj hat einen rechteckigen Umriß und ist eben. oie hat zur Beßren;·urin von Störsißn;i]en eine Breite 1 (recht-The upper electrode Jj has a rectangular shape and is flat. oie has a width 1 (right-

3OÜ82O/Ü7bü3OÜ82O / Ü7bü

ßAD ORIGINALßAD ORIGINAL

winklig zur Wellenausbreitungsrichtung), die. so klein ist, daß die beiden Verbindungsabschnitte.der Gitterelektrode 3 nicht bedeckt sind. Die Länge L der oberen Elektrode 4 ist vorzugsweise kleiner gleich derjenigen des Sendeelektrodenkammes.angled to the direction of wave propagation), the. is so small that the two connection sections of the grid electrode 3 are not covered are. The length L of the upper electrode 4 is preferable less than or equal to that of the transmitter electrode comb.

Die obere Elektrode '4 kann verschiedenartig gestaltet sein, z.B. vieleckig, und braucht .nicht plan zu sein,.um ein elektrisches Ausgangssignal von bestimmter Gestalt zu erzeugen.The upper electrode '4 can be designed in various ways, e.g. polygonal, and doesn't need to be flat to be an electric one Generate output signal of a certain shape.

Die Wirkungsweise einer akkustischen Verzögerungsleitung ist bekannt, sodaß der Hinweis genügt, daß die obere Elektrode 4 in elektrostatischer Wechselwirkung mit der elektrischen Welle der Gitterelektrode 3 ist.The way an acoustic delay line works is known so that it is sufficient to point out that the upper electrode 4 interacts electrostatically with the electric wave of the Grid electrode 3 is.

Bei Figur 3 ist das piezoelektrische Element 1 gegenüber der horizontalen Bewegungsrichtung Z - der oberen Elektrode 4 geneigt. Der Vertikalabstand h ist also variabel,wenn die obere Elektrode in Ausbreitungsrichtung der akkustischen Wellen, verschoben wird. '.-■■"In Figure 3, the piezoelectric element 1 is opposite the horizontal direction of movement Z - the upper electrode 4 inclined. The vertical distance h is therefore variable if the upper Electrode shifted in the direction of propagation of the acoustic waves will. '.- ■■ "

Da die Wirkung der Elektrodenanordnung aus der Gitterelektrode 3 und der oberen Elektrode 4 mit sich verringerndem Abstand h dieser Teile zunimmt, erhält man einen Ausgleich für die Verluste bei der Ausbreitung der akustischen Wellen längs des piezoelektrischen Elements, sodaß der Übertragungsfaktor der Verzögerungsleitung Über den Einstellbereich praktisch,konstant erhalten wird.Since the effect of the electrode arrangement consisting of the grid electrode 3 and the upper electrode 4 decreases as the distance h of these parts increases, one gets a compensation for the losses in the propagation of the acoustic waves along the piezoelectric Element, so that the transmission factor of the delay line is kept practically constant over the setting range.

Figur 4 zeigt die Verzögerungsleitung eingebaut in ein Messing- . gehäuse 6 mit den Abmessungen 139 x 5o χ 5o mm, wobei der Deckel abgenommen ist»Figure 4 shows the delay line built into a brass. housing 6 with the dimensions 139 x 5o χ 5o mm, with the cover is removed »

Der untere Bereich des Gehäuses ist durch eine Trennwand 7 in zwei Kammern eingeteilt. Die kleinere Kammer enthält die- elektronische Schaltung 8 zum Speisen der Sendeelektrode 2. Die größere Kammer enthält die eigentliche Verzögerungsleitung mit einem piezoelektrischen Element 11, einem die obere Elektrode 13 der Empfangselektrode tragenden beweglichen Klotz 12 und die nicht dargestellte Sendeelektrode„ 'In dieser Kammer ist ferner einThe lower area of the housing is divided into two chambers by a partition 7. The smaller chamber contains the electronic one Circuit 8 for feeding the transmitting electrode 2. The larger chamber contains the actual delay line with a piezoelectric element 11, a movable block 12 supporting the upper electrode 13 of the receiving electrode and not shown transmitting electrode "'In this chamber is also a

30982 0/07 5 930982 0/07 5 9

Verstärker l*f untergebracht, der an den beweglichen Klotz 12 angeschraubt ist. Die Sendeelektrode ist mit einer geerdeten Messingplatte 9 abgeschirmt, die Störstrahlungen nicht hindurchläßt. Amplifier l * f housed, which is attached to the movable block 12 is screwed on. The transmitting electrode is shielded with a grounded brass plate 9, which does not let interfering radiation through.

Die elektronische Schaltung 8 ist über einen die Trennwand 7 durchquerenden Draht Io mit der Sendeelektrode verbunden, der durch Isolierperlen isoliert ist.The electronic circuit 8 is connected via a partition 7 traversing wire Io connected to the transmitter electrode, the is insulated by insulating beads.

Die elektrische Verbindung zwischen der oberen Elektrode 13 und dem Verstärker 14 ist durch eine Leitung 15 hergestellt. Der Verstärker ist über Koaxialleitungen 16 und 17 mit den Anschlußklemmen 18 bzw. 19 an dem Gehäuse verbunden, wobei die eine zur Speisung des Verstärkers und die andere als Hochfrequenz* ausgang dient. Die Außenleiter der Koaxialkabel 16 und 17 sind mit der Masse des Gehäuses und des Verstärkers Ik verbunden.The electrical connection between the upper electrode 13 and the amplifier 14 is established by a line 15. The amplifier is connected to the terminals 18 and 19 on the housing via coaxial lines 16 and 17, one of which is used to feed the amplifier and the other as a high-frequency output. The outer conductors of the coaxial cables 16 and 17 are connected to the ground of the housing and the amplifier Ik .

Der Eingangsanschluß 2o für die elektrische Schaltung 8 befindet sich an einer Seite des Gehäuses.The input connection 2o for the electrical circuit 8 is located on one side of the housing.

Der obere Bereich des Gehäuses 6 enthält eine Mikrometerschraube 21, die mit einer Noniuseinteilung (nicht dargestellt) versehen ist. Die Mikrometerschraube ist durch einen Knopf 22 gegen Herausziehen gesichert. Sie steuert die Längsbewegung einer Messingmutter 23, welche drehfest mit dem beweglichen Klotz 12 verbunden ist. Dadurch läßt sich die obere Elektrode über einen Bereich von 35 mm mit einer Genauigkeit von fast Io Mikron verstellen.The upper area of the housing 6 contains a micrometer screw 21 which is provided with a vernier scale (not shown) is. The micrometer screw is secured against being pulled out by a button 22. It controls the longitudinal movement of a brass nut 23, which is non-rotatably connected to the movable block 12. This allows the upper electrode to be covered over a range of Adjust 35 mm with an accuracy of almost Io microns.

Mit der Messingmutter 23 ist eine Markierung 2k (Figur 5) fest verbunden und von außen durch einen Spalt in dem abnehmbaren Deckel des Gehäuses sichtbar. Die Markierung verschiebt sich vor einer Skala auf dem Deckel und zeigt die Verzögerüngszeit an. A marking 2k (FIG. 5) is firmly connected to the brass nut 23 and is visible from the outside through a gap in the removable cover of the housing. The marking moves in front of a scale on the cover and shows the delay time.

Gemäß Figur 5 ist der bewegliche Klotz in dem unteren Teil untergebracht und bildet eine Mitnehmergabel für die MessingmutterAccording to Figure 5, the movable block is housed in the lower part and forms a driving fork for the brass nut

Figur 6 ist ein Querschnitt durch die Seitenwände und den Boden des Gehäuses. Das piezoelektrische Element 11 befindet sich inFigure 6 is a cross-section through the side walls and bottom of the housing. The piezoelectric element 11 is located in

309820/0759309820/0759

-> - ■ 2254803-> - ■ 2254803

einer Ausnehmung von 1 mm Tiefe,-die in dem Boden des Gehäuses vorgesehen ist. Das piezoelektrische Element bildet einen Quarz mit Y-Schnitt von 6 cm Länge und 2 mm Dicke und von 1 cm Breite, der in die Ausnehmung mittels eines Zelluloselackes eingeklebt ist, also von dem Gehäuse isoliert ist. Der bewegliche Klotz 12 besteht aus Polyamid und ist T-förmig profiliert,, sodaß er in Schienen gleiten kann, die in die Wand des Gehäuses eingearbeitet 'sind. Die obere Elektrode 13 bildet einen Messingquader, der vertikal in einer prismatischen Ausnehmung iridem beweglichen Klotz gleiten kann. Durch genaue Einstellung läßt sich daher die aktive Fläche 13a sehr nahe an den Quarz, heranbringen. Durch eine Feststellschraube 26 läßt sich die vertikale Lage der oberen Elektrode 13 fixieren. Die Abmessung a (Figur 6) der aktiven Oberfläche in einer Richtung normal zur Ausbreitungsrichtung der Wellen ist 6 mm, und die Abmessung parallel zur Ausbreitungsrichtung 4,75 mm.a recess 1 mm deep, -that in the bottom of the case is provided. The piezoelectric element forms a Y-cut quartz 6 cm long and 2 mm thick and 1 cm wide, glued into the recess by means of a cellulose varnish is, so is isolated from the housing. The moving block 12 consists of polyamide and is profiled in a T-shape so that it is in Rails can slide, which are incorporated into the wall of the housing '. The upper electrode 13 forms a brass cuboid which is vertically movable in a prismatic recess in the block can slide. The active Bring surface 13a very close to the quartz. By a locking screw 26, the vertical position of the upper electrode 13 can be fixed. The dimension a (Figure 6) of the active surface in a direction normal to the direction of propagation of the waves 6 mm, and the dimension parallel to the direction of propagation 4.75 mm.

Die Messingmutter 23, die im Schnitt dargestellt ist und die Markierung. 24 sowie eine von zwei Verriegelungsschrauben. 27 erkennen läßt, kann mehr oder weniger um die Mikormeterschraube festgespannt werden, die in der Ausnehmung 28 läuft, um das Spiel einstellen' zu können. ' -.■"'"The brass nut 23 shown in section and the marking. 24 and one of two locking screws. 27 recognize can be tightened more or less around the micrometer screw that runs in the recess 28 to adjust the game ' to be able to. '-. ■ "'"

Die Verzögerungsleitung nach den Figuren 1 und 2 weist eine kammartige Sendeelektrode mit 30 Paar Kammzähnen auf, und die git'terförmige Empfangselektrode hat etwa 250 Zähne, die auf dem aufgebracht sind, und zwar etwa durch Fotogravur von Aluminium mittels einer von einer Zeichnung aus fotografisch verkleinerten Maske mit folgenden Daten: . . ■The delay line according to FIGS. 1 and 2 has a comb-like shape Sending electrode with 30 pairs of comb teeth, and the lattice-shaped The receiving electrode has about 250 teeth that are applied to the, for example by photo-engraving of aluminum by means of a mask photographically reduced from a drawing with the following data:. . ■

Schritteilung: 4,8 mmGraduation: 4.8 mm

Verhältnis von Zahnbreite zu Schritteilung: 0,5 für Empfangselektrode und 0,25 für Sendeelektrode . Ratio of face width to pitch: 0.5 for the receiving electrode and 0.25 for the transmitting electrode.

Abstand zwischen Kammelektroden: 45 mm - ■ "'"' Distance between comb electrodes: 45 mm - ■ "'"'

Länj^e eines Zahnes: 24o mm . · ■Length of a tooth: 24o mm. · ■

Länge der Empfangselektrode: ca. 12o cmLength of the receiving electrode: approx. 12o cm

Gesamtabmessung: 3o χ 15o cm :Overall dimension: 3o χ 15o cm:

Fotografisches Verkleinerungsverhältnis: 0,0328 ■Photographic Reduction Ratio: 0.0328 ■

30982UZuV.- SAb OmGWAL30982UZuV.- SAb OmGWAL

Die elektrische Schaltung 8 für die Speisung der Sendeelektrode ist für eine Impedanz von 5o Ohm ausgelegt. Sie umfaßt z.B. eine Induktivität in Reihe mit einer sehr kleinen, variablen Kapazität (etwa Io Picofarad ) welche parallel zur Kapazität der Sendeelektrode geschaltet ist.The electrical circuit 8 for feeding the transmitter electrode is designed for an impedance of 50 ohms. It includes e.g. Inductance in series with a very small, variable capacitance (about Io picofarad) which is parallel to the capacitance of the transmitter electrode is switched.

Der Verstärker 14 weist auch eine Impedanz von 5o Ohm auf. Dadurch läßt sich das Ausgangskabel 17 ohne das Auftreten wesentlicher Störstrahlungen, insbesondere der Hochfrequenz, verschieben. Der Quarz ist gegenüber dem Gehäuse isoliert, und die Empfangselektrode weist keine besondere Masseelektrode auf. Die obere Elektrode 13 ist also spannungsführend, und die darunter liegende Gitterelektrode ist an Masse gelegt.The amplifier 14 also has an impedance of 50 ohms. Through this the output cable 17 can be displaced without the occurrence of significant interference radiation, in particular the high frequency. The quartz is insulated from the housing, and the receiving electrode has no special ground electrode. the The upper electrode 13 is therefore live, and the grid electrode below is connected to ground.

Die Verzögerungsleitung hat eine Betriebsfrequenz von 20,15 MHz, eine Durchlaßbandbreite von MlO KHz, eine variable Verzögerungszeit zwischen 1 und 12 Mikrosekunden, welche eine quasiliniare Funktion der Verschiebung der oberen Elektrode 13 ist, und einen Verstärkungsfaktor von 1,20 bis 1,92 je nach der Verzögerungszeit, wobei bereits berücksichtigt ist, daß der Verstärker I^ bei einer Frequenz von 20 MHz einen Verstärkungsfaktor von 84 aufweist.The delay line has an operating frequency of 20.15 MHz, a pass bandwidth of M10 KHz, a variable delay time between 1 and 12 microseconds, which is a quasi-linear Function of the displacement of the upper electrode 13 is, and a gain factor of 1.20 to 1.92 depending on the delay time, already taking into account that the amplifier I ^ at a frequency of 20 MHz an amplification factor of 84 having.

Da die Durchlaßbandbreite insbesondere von der Anzahl der Zähne der kammförmigen Sendeelektrode abhängt, kann man durch Verringern der Anzahl der Zähne eine größere Durchlaßbandbreite erzielen. Vorzugsweise wird jedoch eine größere Bandbreite auf folgende Weise durch eine Abänderung der Empfangselektrode herbeigeführt: Since the pass bandwidth depends in particular on the number of teeth of the comb-shaped transmitting electrode, it can be reduced by reducing it the number of teeth achieve a larger bandwidth. However, a larger bandwidth is preferably used on the following Way brought about by a modification of the receiving electrode:

Statt der Gitterelektrode wird auf einem Glasplättchen durch Fotogravur eine ineinander verzahnte Kammelektrode hergestellt. Figur 7 zeigt eine derartige Ausführungsform. Das Glasplättchen 29» dessen Stirnfläche 29a gegenüber dem Quarz 11 liegt und welches die Kammelektrode trägt, ist auf einen zylindrischen Träger 3o aus Messing oder Nylon geklebt, der in einer zylindrischen Ausnehmung des beweglichen Blockes 12 sitzt, welcher ebenfalls aus Nylon bestehen kann.Instead of the grid electrode, a toothed comb electrode is produced on a glass plate by photo-engraving. Figure 7 shows such an embodiment. The glass plate 29 »whose end face 29a lies opposite the quartz 11 and which carries the comb electrode is glued to a cylindrical support 3o made of brass or nylon, which is in a cylindrical Recess of the movable block 12 is seated, which can also be made of nylon.

309820/0 7 69309820/0 7 69

Diese Ausnehmung ist zylindrisch gestaltet im Gegensatz zu dem prismatischen Umriß von Figur β und ermöglicht eine Drehbewegung, um die Zähne der kammförmigen Empfangselektrode parallel zii den Zähnen der Sendeelektrode auszurichten» Die Einstellung des Äbstandes zwischen Empfangselektrode und Quarz geschieht entsprechend Figur 6 durch vertikale-Verschiebung des zylindrischen Trägers 3o.This recess is cylindrical in contrast to the prismatic outline of Figure β and allows a rotary movement around the teeth of the comb-shaped receiving electrode to align parallel to the teeth of the transmitter electrode »The setting of the distance between the receiver electrode and the quartz happens according to Figure 6 by vertical displacement of the cylindrical support 3o.

Sobald die Einstellungen durchgeführt sind, wird der zylindrische Träger in der Ausnehmung verklebt.Once the adjustments are made, the cylindrical Carrier glued in the recess.

Diese abgeänderte Ausführungsform benötigt keine kostspieliges und heikles Gravieren der gitterförmigen Empfangselektrode auf dem Quarz . Außerdem lassen sich Änderungen der Verstärkung der Verzögerungsleitung als Funktion der Verzögerungszeit besser unterdrücken und größere Durchlaßbandbreiten und geringere Verzögerungszeiten erzielen.This modified embodiment does not require expensive and delicate engraving of the grid-shaped receiving electrode the quartz. In addition, changes in the gain of the delay line as a function of the delay time can be improved suppress and achieve larger bandwidths and shorter delay times.

Die bewegliche Elektrode kann die Empfängerelektrode oder auch die Sendeelektrode sein. . ■The movable electrode can be the receiver electrode or the transmitter electrode. . ■

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Claims

Ultrasonic delay line, characterized by comprising an elongate piezoelectric element with which cooperate an input electrode system and an output electrode system, that at least one of the electrode systems, a movable in the longitudinal direction of the piezoelectric element (LL) part ⁽² Oumfaßt, one in the vicinity of the active area of the piezoelectric element lying upper electrode forms.

2. The delay line of claim 1, wherein one of the electrode systems forms a comb electrode applied to the active surface, characterized in that the other Electrode system forms a grid electrode (3) applied to the active end face, over which the upper Electrode (4) lies.

3. The delay line of claim 1, wherein one of the two electrode systems is one on a face of the piezoelectric Elements applied comb electrode forms, characterized in that the other electrode system only the upper electrode which is formed by an electrode comb supported on a non-conductive substrate is mounted in the vicinity of the surface in question, and that a device for moving this comb electrode in the Longitudinal direction provided i3t.

lJ. Delay line according to Claim 2, characterized in that that the upper electrode is cuboid.

5. delay line according to claim Ί, characterized in that the transverse dimension of the upper electrode (4) is smaller than the length of the teeth of the associated

3U982U / U7 5U

BATH ORIGINAL

Grid electrode, and that the. Longitudinal dimension of the same less than or equal to that of the other comb electrode is.

6. delay line according to claim 1, characterized in that that the movable part can be moved inclined relative to the active surface of the piezoelectric element.

. 7. delay line according to claim 1, characterized in that the piezoelectric element (11) at the bottom, one Housing (6) lies and that the upper electrode sits on an insulating block (12) - the through "a micrometer screw (21) is movable, which runs in a guide formed by the side walls of the housing.

8. delay line according to claim 7, characterized in that, net that the movable electrode (12) on the underside of the Insulating block (12) is attached and that this is perpendicular to the adjacent 'surface of the piezoelectric Element (ll) movable in a recess of the insulating block which is seated on a nut (23) that is non-rotatably attached to the micrometer screw (2l). '

9. delay line according to claim 8, characterized in that that the movable part is cylindrical and can be adjusted by rotating movement ". ■

10 «delay line according to claims 2 and 7, thereby characterized in that the fixed comb electrode is provided with a grounded shield. ■ ν: ..

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