Главная  Интегральные схемы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36]

циональна квадрату частоты [4], диэлектрическая проницаемость исследуемого материала определяется через смещение резонансной частоты.

Рассмотренный датчик простив изготовлении и эксплуатации; особенно он эффективен при отслеживании «полей» I допусков на стадии входного контроля.

Датчик контроля поверхностных электромагнитных волн. Реализация функциональных узлов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и магнитостатических волнах (МСВ) возможна только на подложках (пленках)

Генератор

Рис. 4.2

Детектор

-\---

С определенными физическими свойствами. Стоимость подложек (например, ниобата лития для ПАВ или железо-иттриевого граната для МСВ) с топологией функциональ-

. ного узла довольно высока. Поэтому одной из важных задач

при изготовлении ОИС СВЧ является входной контроль пьезоподложек или ферромагнитных пленок, эпитаксиально выращенных на галлий-гадолиниевом гранате. Этот конт-

I роль осуществляется через экспериментальные измерения

I амплитуды и частоты поверхностных волн.

Конструкция датчика приведена на рис. 4.3. Его основание выполнено на диэлектрической подложке I, на верхней стороне которой расположены два полубесконечных слоя металла 2 и 5, разйесенных на расстояние, соответствующее исключению взаимодействия входной и выходной ЛП по электромагнитному полю. В слоях металла соосно вырезаны щели 4 и 5 со скачком по ширине, причём узкими щелями являются СЩЛ входа 6 и выхода 7, а на широких участках щелей выполнены встречно-штыревые преобразователи 8



и 9. На поверхность встречно-штыревых преобразователей накладывается пьезокристалл 10.

При возбуждении входного плеча 6 электромагнитная волна преобразуется в ПАВ пьезоподложки, а в выходном преобразователе будет наблюдаться обратное явление. Таким образом, без пьезоподложки сигнал на детекторе будет отсутствовать; при ее введении на выходе можно получить амплитудно-частотную характеристику этого узла. По измеренной амплитуде сигнала на резонансной частоте определяются прямые потери ПАВ в пьезоподложке.


Рис. 4.3

Аналогичные измерения на этом же датчике (не меняя размеров в топологическом рисунке) можно проводить для МСВ. При этом достаточно на поверхность встречно-штыревых преобразователей наложить ферромагнитную подложку. Отличием при измерении ПАВ и МСВ будет увеличение резонансной частоты (эта разница примерно соответствует одному порядку).

Датчик дискретизации частотного масштаба. Проблемы обнаружения сигнала и измерения его частоты в широком диапазоне издавна решались разработчиками при проектировании панорамных приемников, анализаторов спектра, панорамных измерителей частотных характеристик СВЧ цепей и т. д. Наиболее остро здесь стоят задачи определения мгновенных значений частоты. Известно много способов решения такого рода задач, например метод перестраиваемого резонансного волномера, феррорезонансные методы,



масштабный метод с использованием линии задержки и некоторые другие. Остановимся более подробно на масштабном методе, позволяющем довольно просто преобразовывать СВЧ сигнал в низкочастотный и осуществлять дальнейшее преобразование в цифровой код, получая таким образом формирования частотного масштаба в виде б-импульсов.

В настоящее время не решены в полной мере вопросы по реализации измерительных преобразователей масштабных частотных меток в сантиметровом диапазоне длин волн. Это связано в первую очередь с трудностью изготовления линий с большим временем задержки (10~*-10" с) и

Блок oBpoSoniKu сигнат.


•4V Постоянное L1 магнитное поле


Рис. 4.4

малыми потерями. Последние два параметра связаны между собой - для достижения указанных времен задержки требуются десятки метров ЛП, которые имеют собственные потери. Использование линий задержки на ПАВ ограничено верхним частотным пределом (единицы ГГц).

Последние достижения по исследованию медленных МСВ в ферромагнитных материалах показали перспективность реализации в сантиметровом диапазоне линий задержки на галлий-гадолиниевом гранате (ГГГ) с эпитоксиально еы-ращенным слоем железо-иттриевого граната (ЖИГ). Внешнее магнитное поле имеет касательное направление относительно поверхности слоев.

Линия задержки на МСВ отвечает требованиям, необходимым для ее использования в схемах формирования масштабных частотных меток. Реализация схемы приведена на рис. 4.4. В схеме используется смеситель на гибридном кольцевом мосте, рассмотренном в гл. П1, два входа которых соединены через линию задержки на МС, причем ее возбуждение осуществляется в плоскости А - А ютрезка-ми пл.

Принцип работы измерительного преобразователя, построенного в виде многослойной ОИС (ГГГ - ЖИГ - про-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36]

0.0009