Акустоэлектронные устройства
В акустоэлектронных устройствах используются явления, обусловленные механическими колебаниями твердого тела. В этих устройствах электрические сигналы преобразуются в (механические) акустические путем использования обратного пьезоэффекта, суть которого состоит в изменении размеров твердого тела при приложении к нему электрического поля. Если электрическое поле изменяется с частотой f, то в твердом теле возникают акустические колебания, скорость распространения которых равна vm = 105см/с. Для преобразования акустических колебаний в электрические используется прямой пьезоэффект, при котором под воздействием механических колебаний на поверхности твердого тела образуются электрические заряды с противоположными знаками, то есть возникают электрические колебания.
На этом принципе основано действие ультразвуковой линии задержки (рис. 9.2), представляющей собой стержень твердого тела 1 длиной l, на торцах которого расположены пьезоэлектрические преобразователи 2 и 3. При подаче на вход радиоимпульса с частотой f в стержне возникает акустическая волна, которая через время 
достигает выходного преобразователя, преобразующего акустический сигнал в электрический. Изменяя длину стержня, можно регулировать длительность задержки радиоимпульса.
Если в стержне создать продольное электрическое поле (рис. 9.3), то, используя взаимодействие акустических волн с электронами, можно осуществить усиление электрических колебаний посредством увеличения амплитуды бегущей волны. Под действием внешнего поля в кристалле создается дрейф электронов в направлении распространения акустических волн. Если скорость дрейфа меньше скорости волны, то энергия волны поглощается электронами и волна затухает. Если скорость дрейфа больше скорости волны, то электроны отдают ей свою энергию, амплитуда волны возрастает, вследствие чего возрастает напряжение на выходе выходного пьезоэлектрического преобразователя.
Новым этапом в развитии акустоэлектроники является использование поверхностных акустических волн (ПАВ), которые распространяются в поверхностном слое пьезокристалла толщиной порядка длины волны, которая равна
.
В таких устройствах (рис. 9.4) преобразование электрических сигналов в акустические и наоборот осуществляется посредством штыревых металлических электродов, расположенных на поверхности звукопровода 4. Преобразователь 1 возбуждает ПАВ, направленные в противоположные стороны. Для создания бегущей волны на концы звукопровода нанесены поглощающие покрытия 3.
Преобразователь является частотно-избирательным элементом. Его амплитудно-частотная характеристика имеет максимум на частоте акустического синхронизма:
,
где h — пространственный шаг штырей.
На этой частоте шаг совпадает с длиной акустической волны, и электрический сигнал преобразуется в ПАВ наиболее эффективно. Объясняется это тем, что ПАВ усиливается по мере прохождения под преобразователем. Чем больше число штырей, тем больше усиление ПАВ. Если подводимый электрический сигнал имеет частоту, отличную от f0, то амплитуда ПАВ будет меньше. Для некоторых частот возбуждение ПАВ вообще невозможно. Например, при f= 2f0 время движения фазового фронта между соседними зазорами равно периоду электрических колебаний T, поэтому через время T после подачи входного сигнала в зазорах установятся электрические поля, фаза которых противоположна фазе ПАВ, что приведет к уничтожению первоначально возникших упругих возмущений. Изменяя количество штырей, можно изменять полосу пропускания фильтра 
, определяемую соотношением
,
где N— число пар штырей.
Созданная посредством входного преобразователя 1 поверхностная акустическая волна, распространяясь вдоль кристалла, достигает выходного преобразователя 2, в котором акустические колебания преобразуются в электрические. Из изложенного принципа действия следует, что фильтры на ПАВ по природе функционирования являются полосовыми со средней частотой, зависящей от размера поверхностных штырей. Такие фильтры находят применение в широкополосных схемах и схемах СBЧ.
К акустоэлектронным приборам следует отнести кварцевые резонаторы, представляющие собой своеобразные конденсаторы. Между обкладками такого конденсатора расположена кварцевая пластина. При подаче на обкладки конденсатора переменного напряжения в кварцевой пластине возбуждаются объемные акустические волны, которые вызывают ее попеременное сжатие и расширение с некоторой частотой, определяемой размерами кварца, и возникает механический резонанс, при котором резко возрастает амплитуда механических колебаний, что ведет к уменьшению электрического сопротивления резонатора, то есть резонатор ведет себя как колебательный контур, состоящий из индуктивности и емкости, несмотря на то что в объеме кварцевой пластины невозможно выделить какие-либо локальные области, соответствующие индуктивности и емкости. В отличие от обычных колебательных контуров, кварцевые резонаторы обладают высокой добротностью, которая достигает значений (30—50)*103. Кроме того, такие резонаторы очень компактны и менее чувствительны к изменениям температурного режима.