Entwurfsmethode für piezoelektrische Breitbandschwinger mit Anpassungsschichten
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.
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.
Document Type: Research Article
Publication date: 01 October 1989
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