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Entwurfsmethode für piezoelektrische Breitbandschwinger mit Anpassungsschichten

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A method of designing piezoelectric transducers using one and two quater wavelength matching layers is presented. The method enables the impedance values of the matching layers to be determined which guarantee that equal ripple (Chebyshev) or maximally flat (Butterworth) transmission functions with predetermined ripple or bandwidths will be achieved. The relationships between transmission bandwidth and ripple which occur for the different acoustic impedances of the piezoelectric materials and the unbounded medium are given. The examples presented illustrate the usefulness of the method.

Zusammenfassung

Es wird eine Methode zum Entwurf von piezoelektrischen Schwingern mit einer und mit zwei Viertelwellenlängen- Anpassungsschichten vorgestellt. Die Methode ermöglicht es, Impedanzwerte von Anpassungsschichten zu bestimmen, die garantieren, gleichwellige (Tschebyscheff-) oder maximal flache Übertragungsfunktionen mit von vornherein vorausgesetzter Bandbreite oder mit vorausgesetzter Welligkeit zu erreichen. Es werden die zwischen der Übertragungsbandbreite und der Welligkeit für verschiedene akustische Impedanzen des piezoelektrischen Materials und des unbegrenzten Mediums auftretenden Abhängigkeiten angegeben. Die aufgenommenen Beispiele illustrieren die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Entwurfsmethode.

Sommaire

On présente une méthode destinée à calculer les projets de vibrateurs piézo-électriques munis d'une ou deux couches quart-d'onde. Cette méthode permet de déterminer les valeurs des impédances des couches d'adaptation capables de garantir des fonctions de transfert indépendantes de la fréquence (selon la théorie de Tchébycheff) ou de forme aussi plate que possible quand on se donne d'avance la largeur de bande ou l' évolution fréquencielle. On indique aussi les relations existant entre la largeur de bande transmise et la fréquence centrale pour différentes impédances acoustiques, tant du matériau piézo-électrique que du milieu ambiant (supposé illimité). Plusieurs exemples démontrent l'efficacité de la méthode proposée.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1989

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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