Název:	Povrchové elastické vlny
Zkratka:	PEV
Typ:	povinně volitelný
Rozsah:	10 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra elektrotechniky a elektromechanických systémů FM TUL
Přednášející:	Prof. RNDr. Ing. Miloslav Košek, CSc.

 
Stručná anotace předmětu:

Cílem předmětu povrchové akustické vlny (PAV) je podat studentům základní informace o nově vzniklém oboru, který nalezl výrazné praktické aplikace. Jedinečné je na předmětu to, že k důkladnému pochopení probírané látky jsou nutné speciální znalosti z několika oblastí: teorie signálů, piezoelektřina, teorie obvodů, mikrovlnné obvody, teoretická elektrotechnika. Na přednáškách se studenti seznámí s vlastnostmi těchto vln, způsobem jejich buzení a významnými aplikacemi. Ve výpočetní části cvičení budou probrány zejména metody zjišťování parametrů PAV a způsoby návrhu prvků s PAV a to včetně SW běžícího z historických důvodů pod DOSem. V laboratorním cvičení budou realizována základní měření na komerčních prvcích.

 
Témata přednášek:

Tenzorový popis anisotropního prostředí, definice tenzoru, transformace souřadné soustavy, tenzor elastického napětí a deformace. Úvod do krystalografie.

Piezoelektrické prostředí, dielektrické, piezoelektrické a elastické parametry. Úplný a zkrácený popis, piezoelektrické stavové rovnice. Pohybová rovnice a elektrická podmínka.

Formulace problému pro šíření PAV. Nástin řešení. Základní vlastnosti PAV (rychlost šíření, směr toku energie, průběh posunutí a potenciálu, koeficient e elektromechanické vazby). Další fyzikální vlastnosti, zejména difrakce.

Buzení PAV. Princip interdigitálního měniče. Modely tohoto měniče (bodové zdroje, náhradní obvod, fyzikální model).

Základní aplikace PAV. Vztah mezi časovou a frekvenční oblastí při popisu signálu. Návrh filtru s PAV metodou bodových zdrojů. Omezení metody a jejich redukce. Oknová funkce. Odvození struktury měniče ze soustavy bodových zdrojů.

Jevy druhého řádu při šíření PAV (odrazy na prstech měniče, mezi měniči, buzení objemových vln, difrakce apod.). Popis a eliminace těchto jevů.

Resonátorové struktury s PAV. Modely a realizace.

Aplikace prvků s PAV, filtry, resonátory, senzory. Využití nelineárních jevů.

 
Náplň cvičení:

Transformace souřadné soustavy, směrové kosiny, transformace složek tenzorů. Základní typy elastického napětí a deformace.
Piezoelekrické stavové rovnice, 4 soustavy. Sestavení programu pro transfornaci tenzorů a přechod od jedné soustavy rovnic k druhé.
Vlastnosti objemových vln v anizotropním prostředí. Sestavní jednoduchého programu pro jejich výpočet.
Výpočty parametrů PAV pomocí stávajícího SW pro zvolený materiál a orientaci.
Určení impulsní odezvy ze zadané přenosové funkce pomocí analogové či disktrétní Fourierovy transformace. Řešení Masonova náhradního obvodu pro objemové měniče
Použití vlastního SW, běžícího pod DOSem, pro úplný návrh filtru s PAV.
Měření frekvenční charakteristiky mezifrekvenčního filtru s PAV pro televizní přijímač.
Návrh resonátorových struktur na principu PAV.

 
Literatura:

Bálek R., Košek M., Taraba O., Zelenka J.: Povrchové akustické vlny, Academia, Praha, 1986

 
Prerekvizity: -

Navazující:    -

 
Datum poslední změny: 13.2.2002