автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Твердотельные акустоэлектронные высокоизбирательные радиокомпоненты для устройств телевидения и связи

кандидата технических наук
Машинин, Олег Всеволодович
город
Великий Новгород
год
2008
специальность ВАК РФ
05.27.01
цена
450 рублей
Диссертация по электронике на тему «Твердотельные акустоэлектронные высокоизбирательные радиокомпоненты для устройств телевидения и связи»

Автореферат диссертации по теме "Твердотельные акустоэлектронные высокоизбирательные радиокомпоненты для устройств телевидения и связи"

ии345Э76Э

На правах рукописи

МАШИНИН ОЛЕГ ВСЕВОЛОДОВИЧ

«ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫСОКОИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ РАДИОКОМПОНЕНТЫ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ТЕЛЕВИДЕНИЯ И СВЯЗИ»

Специальность 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Великий Новгород, 2008 г.

Л

003459769

Работа выполнена в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого (Великий Новгород) и ООО «БУТИС» (г.Москва)

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Александр Сергеевич Багдасарян

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Александр Юрьевич Митягин

доктор технических наук, профессор Валерий Владимирович Гаврушко

Ведущая организация: Институт радиотехники и электроники имени

В.А.Котельникова РАН, г.Москва.

Защита диссертации состоится « 30 » января 2009 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.168.07 Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого по адресу: 173003, г. Великий Новгород, ул. Б.С.-Петербургская, д.41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новгородского государственного университета.

Автореферат разослан « 26 » декабря 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

С.Н. Бритин

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Современный этап развития твердотельной электроники характеризуется широким внедрением акустоэлектронных устройств в системах телевидения и связи. Важнейшей частью акустоэлектронных устройств являются акустоэлектронные радиокомпоненты (АРК) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие пространственно разнесенные встречно-штыревые преобразователи (ВШП) на пьезоэлектрической подложке. ВШП являются частотно-избирательными пассивными элементами и обеспечивают бегущий режим ПАВ.

Благодаря классической работе Гуляева Ю.В. и Пустовойта В.И. [1], в которой впервые указывалось на перспективное использование поверхностных акустических волн для обработки сигналов, состоялось становление и началось активное развитие акустоэлектроники - нового направления электроники.

Среди всех акустоэлектронных устройств господствующее положение на рынке информационных систем занимают пассивные акустоэлектронные радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [2]. Важнейшей особенностью, обеспечивающей постоянное и быстрое внедрение акустоэлектронных радиокомпонентов в современные информационные системы, является возможность совмещения процессов изготовления с микро и нано технологиями, высокая температурная стабильность, высокая надежность, малые массогабаритные характеристики.

Обработка в реальном масштабе времени, отсутствие настройки, совместимость с планарной микро- и наноэлектронной технологией изготовления, воспроизводимость характеристик и другие уникальные свойства акустоэлектронных приборов позволяют реализовать такие важные функции, как частотную селекцию, обработку в реальном масштабе времени, псевдослучайный поиск рабочих частот, эталонирование, стабилизацию частоты и др.

Вместе с тем, для ряда системных применений телевидения и связи, таких как частотная селекция во входных трактах приемо-передающих устройств (ППУ), ежсимвольная интерференция, плотность информационных каналов, высокая надежность, малые массогабаритные характеристики и низкая цена при крупносерийном производстве, требуется достижение предельных высокоизбирательных характеристик ассивных акустоэлектронных радиокомпонентов по предельному уровню вносимого атухания, высокому коэффициенту прямоугольное™ и малым уровнем осцилляции в олосе пропускания, предельных характеристик по неравномерности группового времени апаздывания. Эти требования постоянно выдвигают необходимость разработки кустоэлектронных радиокомпонентов на ПАВ новых поколений с достижением редельных характеристик, в т.ч. нескольких одновременно основных функций. Решение той важнейшей информационной задачи зависит:

1. Во-первых от достигнутого технологического уровня производства.

2. Во-вторых от успехов в области фундаментальных и прикладных исследований, развития методов проектирования, разработки новых конструктивных решений и электрического согласования АРК в радиотрактах систем телевидения и связи .

ервый фактор реализуется за счет совершенствования специального технологического борудования и пьезоэлектрических материалов.

Второй фактор позволяет практически с использованием одного и того же парка оборудования, материалов и составляющих инфраструктуры акустоэлектроники, получить ощутимый выигрыш в улучшении основных характеристик и получении новых параметров недостижимых аналогами, а также создании новых классов АРК на ПАВ.

В России работы в области пассивной акустоэлектроники интенсивно ведутся в ИРЭ им.В.А.Котельникова РАН, в высшей школе: МФТИ, МИФИ, МЭИ, ЮФУ, Новгородском ГУ им.Ярослава Мудрого и др., отраслевых организациях: ОАО «Фонон», ООО «БУТИС», Санкт-Петербургском ОАО «Авангард», Московском и Ростовском НИИ радиосвязи, Омском НИИ приборостроения, Воронежском НИИ связи и др.

Несмотря на широкие перспективы использования АРК и значительный прогресс в разработке их моделей и конструкций, основным вопросом до недавнего времени оставалось достижение предельных аппаратных характеристик АРК в системах телевидения и связи. В настоящей работе впервые предпринята попытка разработки АРК на ПАВ с предельными аппаратными характеристиками в зависимости от параметров назначения АРК в конкретных системах телевидения и связи.

Целью работы являлась разработка акустоэлектронных радиокомпонентов на поверхностных акустических волнах, обеспечивающих оптимальные параметры назначения систем телевидения и связи по вносимому затуханию, полосе пропускания и избирательности.

Объектами исследований являлись акустоэлектронные радиокомпоненты, входящие в их состав элементы на ПАВ, а также устройства, узлы и микроблоки на их основе. К элементам АРК относятся встречно-штыревые преобразователи (ВШП), отражательные структуры и многополосковые отвегвители (МПО), выполненные на поверхности пьезоэлектрических материалов различных ориентации. К АРК отнесены фильтры промежуточной частоты (ПЧ), многостандартные фильтры ПЧ, фильтры Найквиста, коммутируемые фильтры, канальные фильтры с малым вносимым затуханием, режекторые фильтры на ПАВ. К узлам и микроблокам отнесены канальные усилители, конверторы телевизионных каналов, частотно-избирательные микроблоки с малым потреблением энергии, дескремблеры.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо было решить следующие основные задачи:

• Разработка основ конструирования и моделирования АРК в зависимости от параметров назначения систем телевидения и связи;

• исследование вопросов электрического согласования АРК в радиотрактах систем телевидения и связи;

• проведение теоретических и экспериментальных исследований взаимосвязи комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ с качеством телевизионного изображения;

• поиск новых конструктивных решений АРК и проведение их экспериментальных исследований;

• исследование и разработка устройств, узлов и микроблоков на основе АРК.

Научная новизна работы. При выполнении диссертационной работы получены следующие новые научные результаты:

• Получена зависимость частотных характеристик АРК на ПАВ с предельными аппаратными характеристиками от параметров назначения в конкретных системах телевидения и связи : зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты. На основе полученных зависимостей разработаны методы конструирования телевизионных фильтров ПЧ на ПАВ, обеспечивающих оптимальные параметры телевизионного изображения.

• Впервые предложен и разработан метод проектирования продольно-связанных структур с учетом волноводного распространения ПАВ. На основе метода разработано программное обеспечение в стандартном пакете МаЛСА13.

• Проведены исследования режекторных фильтров с использованием пьезоэлектрических материалов различных ориентации. Разработаны и исследованы конструкции импедансного режекторного фильтра и дескремблера на его основе.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Учет зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты позволяет увеличить качество телевизионного изображения на 1-1,5 балла (в пятибалльной системе).

• Учет волноводного распространения ПАВ позволяет увеличить точность расчета характеристик фильтров в полосе пропускания на 12-15%.

• Новые конструктивные решения и методы конструирования акустоэлекгронных радиокомпонентов, входящих в их состав элементов на ПАВ, а также устройств на их основе позволяют обеспечить одновременное улучшение следующих предельных характеристик: вносимое затухание до 1 -ЗдБ, пульсации группового времени запаздывания до 2-20нс, избирательность на 10. ..20 дБ.

Практическая ценность работы: Предложенные расчетные методы позволяют повысить точность воспроизведения характеристик АРК и оптимизировать их электрические параметры.

Методики расчета АРК внедрены на промышленных предприятиях, специализирующихся в области разработок и серийного освоения устройств на ПАВ.

Разработанные АРК на ПАВ использованы в различной радиоаппаратуре для телевидения и систем связи :

• системы защиты коммерческих ТВ-каналов от несанкционированного доступа;

• телевизионные многостандартные приёмники, передатчики, модуляторы, ретрансляторы;

• системы коллективного ТВ-приёма;

• РЛС наземного и бортового базирования, системы АФАР и другая аппаратура специального применения.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных конференциях «Акустоэлектронные устройства обработки информации», Черкассы, 1988 и 1990г.г.; Научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии, Состояние и развитие», Москва, 2002г.; V, VI и VII Международных научно-технических конференциях:

«Перспективные технологии в средствах передачи информации», г.Владимир, 2003, 2005, 2007г.г.; XIV, XVI и XVII Международных Крымских конференциях «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2004, 2006, 2007г.г.; Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», Аланья-Севастополь, 2005г.; Международной научно-технической конференции «Информационные технологии и моделирование приборов в целях обеспечения качества и надёжности», Москва, 2006г.; Третьей международной научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии. Состояние и направления развития», Москва, 2006г.;

Образцы дескремблеров на ПАВ демонстрировались на международных выставках «Связь-ЭКСПОКОММ» в 1997, 1998г.г.

Работы по разработке модульной телевизионной головной станции легли в основу инновационного проекта № 5413 - победителя программы «СТАРТ» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Публикация результатов работы.

По результатам выполненных исследований опубликовано 63 научные работы, в том числе 8 статей, 4 патента, 9 свидетельств ФИПС об официальной регистрации топологий интегральных микросхем и 22 тезисов докладов на международных конференциях.

Экономический эффект и внедрение результатов работы.

Экономический эффект от внедрения результатов работ за период 2000...2008 г. превышает 2,5 млн. рублей.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка использованных источников. Диссертация содержит 155 страниц машинописного текста, из них 114 рисунков, 3 фото, 9 таблиц, ссылки на 94 библиографических источника (на 9 листах).

Личный вклад автора.

В диссертации изложены результаты работ, которые были выполнены автором лично и в соавторстве. В части работ, выполненных в соавторстве и включенных в диссертацию, автор является инициатором проведенных работ (выдвигал идею, формулировал задачу, намечал пути ее решения) и внес определяющий вклад в проведение экспериментов, разработку конструктивных решений, методов и методик исследований, проведение теоретических и машинных расчетов. Кроме того, автор осуществлял обработку, анализ и обобщение результатов. Соавторы, принимавшие участие в исследованиях по отдельным направлениям, указаны в списке основных публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность работы, обоснована тема диссертации, сформулированы цель и задачи работы. В том числе, показаны области применения ПАВ-фильтров в современном радиоэлектронном приборостроении и системах связи. Проведен сравнительный анализ основных математических моделей и видов конструкций ВШП. Полосовой фильтр на ПАВ (рис.1) представляет собой пьезоэлектрическую

подложку 1 с расположенными на ее поверхности встречно-штыревыми преобразователями 2, которые служат для взаимного преобразования электромагнитного сигнала в акустическую волну. Параметры полосовых фильтров на ПАВ определяются геометрией ВШП и электрофизическими свойствами материала подложки. Сложный характер распределения электрических полей и упругих смещений, возникающих при подаче на ВШП высокочастотного сигнала, делает трудной задачу построения строгой теории, пригодной для всех случаев расчета.

3 14 2

Рис. 1. Схематическое представление фильтра на ПАВ: 1 - пьезоэлектрическая подложка; 2 - ВШП; 3 - акустопоглотитель; 4 - электрический экран.

Для инженерных расчетов используют различные упрощенные модели, основанные на прямом соответствии между геометрией ВШП и электрическими характеристиками. В качестве основного метода синтеза обычно принимается метод частотных выборок, позволяющий получать произвольные АЧХ и ФЧХ фильтров.

Для расчета частотного коэффициента передачи используется теория связанных мод (соирПгщ-оГ-тос1е5-СОМ) [3,4], а именно представление ВШП в виде Р-матрицы (рис.2). Акустические порты ВШП расположены на его краях и соответствуют входящим и выходящим волнам.

Рис.2. Представление ВШП в виде Р-матрицы -матрица для однородного преобразователя имеет вид:

~Рп Рц Ра' а1

Ьг = Рц Ргг Р» • а2

I л Р32 и

где Ь\ и а, — амплитуды входящих и выходящих волн, соответственно; /и и-ток и напряжение на преобразователе;

Коэффициенты Р-матрицы:

Р\\=Р22~ Л,' Р31=/>32= —2Р13;

Рц=Р21= Т; Ргъ=Р хз;

Рп2 = с» /2; Рп = Оа(ю) +](Ва(т)+ау,

где Л и Т- коэффициенты отражения и прохождения волны;

Са(ш), Ва(ю), - активная, реактивная составляющая проводимости и статическая емкость ВШП, для расчета которых применяются формулы расчета проводимости ВШП на основе квазистатической теории [2].

Для анализа работы фильтра с учетом внешних нагрузок используется электрическая эквивалентная схема четырехполюсника, включенного между генератором и нагрузкой (рис.1). Частотный коэффициент передачи такого устройства является основной частотной характеристикой #(ю) фильтра:

щ&)=иь/ив

Используя полученные коэффициенты в матрице проводимости четырехполюсника для случаев короткого замыкания и холостого хода, получаем полную входную/выходную и передаточную проводимости фильтра:

Уп = Рп + ]<°ср '

у и = 2 Рп ■ Лз ехР( - Л® . - 7> , ) • «О у» = Рп + №Ср "

где Ср - паразитная емкость ВШП; г/ - расстояние между ВШП; ур - коэффициент затухания волны;

анЬ- индексы, соответствующие входному и выходному ВШП.

Таким образом решается задача связи геометрических параметров ВШП с электрофизическими параметрами подложки.

Данный комплексный метод проектирования фильтров на ПАВ является достаточно универсальным, поскольку пригоден для расчета ВШП взвешенных как методом аподизации, так и другими методами, при сохранении эквидистантного распределения электродов ВШП.

В зависимости от основных параметров назначения и выбранных пьезоматериалов для разработки ПАВ-фильтров с малыми потерями используются

на основе продольно-связанной резонаторной структуры (ЬСИ1).

Рис.4. Конструкция (слева) и типовая АЧХ (справа) ПАВ-фильтра на основе 11-образного МПО (и-М5СК).

17 МГц

Рис.5 Конструкция (слева) и типовая АЧХ (справа) ПАВ-фильтра на основе поперечно-связанных резонаторов (ТСРИ).

Log Mag 10.0 ИВ/ Ref 0.00 d8 С?

\ м :гЭ 75. 00 -3. | МНг dB

к й

1

I1 1

Center 75. ООО t~

Span 30. ООО MHz

Рис.6. Конструкция (слева) и типовая АЧХ (справа) ПАВ-фильтра на основе реверсивного МПО (ШБС).

В Таблице 1 приведены сводные данные для подбора конструкции ПАВ-фильтра в зависимости от основных параметров назначения : рабочих частот, ширины полосы пропускания, вносимого затухания, избирательности. В этой таблице также приведены пригодные для вышеуказанных конструкций материалы пьезоподложки.

Таблица 1.Выбор конструкции фильтров с малыми потерями в зависимости от параметров _назначения и материала пьезоподложки._

Тип фильтра Диапазон частот, МГц Относительная ширина полосы пропускания, % Вносимое затухание, дБ Избирательность, дБ Материал пьезоподложки

LCRF 100...950 0,5... 7,0 0,8...3,5 на 1 каскад 20...50 64°,41°,49 °LN; 36°LT

RMSCF 40...350 1,0...3,5 2,0...3,0 на 1 каскад 30...50 128°, 64°LN; 36°LT

U-MSCF 80...150 7,0...11,0 3,0...4,5 30...40 41°, 49°LN

TCRF 150...300 не более 0,04 2,3...2,5 на 1 каскад 30...50 ST-кварц

Примечание:

• LCRF - Longitudinally coupled resonator filters (продольно-связанные резонаторные

фильтры);

• RMSCF - SAW resonator filters exploiting reversing multistrip couplers (резонаторные ПАВ-фильтры на основе реверсивного многополоскового ответвителя);

• U-MSCF - SAW filters exploiting U-shaped multistrip couplers (резонаторные ПАВ-фильтры на основе реверсивного многополоскового ответвителя);

• TCRF - Transversely coupled resonator filters (поперечно-связанные резонаторные фильтры).

Выводы. Модели и конструкции, рассмотренные во введении, были использованы автором при проведении исследований и создании АРК. Первая глава посвящена исследованию и разработке фильтров промежуточной частоты (ПЧ) для систем телевидения различных стандартов.

В разделе 1.1 рассмотрено влияние электрических параметров фильтров ПЧ на параметры тракта ПЧ и качество изображения.

Тракт ПЧ цветного телевизионного приёмника - наиболее важный частотной элемент обработки, обеспечивающий заданную частотную и временную характеристики телевизора и определенную избирательность. Искажение характеристик усилителя ПЧ (УПЧ) приводит также к искажению цветопередачи телевизора, появлению искажений типа «тянучек», «повторов», «окантовок» и других явлений, приводящих к ухудшению восприятия цветного изображения. Поэтому к характеристикам тракта ПЧ предъявляется ряд сложных и во многом противоречивых требований, в обосновании которых состоит цель данного раздела.

Характеристики тракта ПЧ могут быть разделены на три взаимосвязанных группы: частотные, переходные и импульсные. Каждая из них служит для оценки

конкретных параметров телевизионного приёмника и отвечает за наличие или отсутствие характерных искажений изображения.

Для оценки соответствия тракта ПЧ требованиям служат методики, основанные на применении специальных тестовых, так называемых синусквадратичных сигналов «2Т», «20Т» (рис.7), а также прямоугольных импульсов для исследования переходной характеристики (рис.8).

Рис.7. Искажение тестовых синусквадратичных импульсов «2Т» и «20Т» при несоответствии времени задержки сигналов яркости и цветности.

Рис.8. Общий вид переходной характеристики телевизионного канала.

Основной мерой, определяющей качество тракта ПЧ, считается К-фактор, который является мерой искажения формы испытательного сигнала, учитывающей свойства субъективного восприятия [7]. Значение К определяет величину усиленного эхо-сигнала, отнесенную к величине исходного испытательного импульса. По определению, К-фактор в 1% соответствует однопроцентному эхо-сигналу, задержанному на 640 не для отечественного, и 800 не для западноевропейского стандартов.

На рис. 9 показана зависимость качества цветного ТВ-изображения, выраженная в баллах по пятибалльной шкале, от К-фактора.

о г» 4«

Рис.9. Зависимость качества ЦТВ-изображения от К-фактора.

Допустимая мера искажения импульса «2Т» определяется трафаретом поля допусков (рис. 10), который связывает значение К-фактора и уровень искажения импульса «2Т» по амплитуде и выбросам при его основании.

«к /

«к , /

-<Т 1"

2

л вт

Рис.10. Трафарет поля допусков на искажение импульса «2Т».

Различие в коэффициентах передачи сигналов яркости и цветности может приводить к увеличению шумов цветного изображения (когда сигнал поднесущей уменьшен). Расхождение во времени сигналов яркости и цветности приводят к появлению заметных цветных окантовок на изображении.

Рис.11. Измерение расхождения во времени сигналов яркости и цветности с помощью синусквадратичного сигнала «20Т».

Для оценки различия в усилении и расхождения во времени сигналов яркости и цветности передаваемого полного цветового сигнала служит испытательный сигнал «20Т». На рис. 11 показаны результаты прохождения сигнала «20Т» через УПЧИ со спадающей (б) и поднимающейся (в) АЧХ, со спадающей (г) и поднимающейся (д) ГВЗ. В результате анализа искажения импульса «20Т» (см.рис.11) можно найти величину расхождения во времени сигналов яркости и цветности Дт, после чего по зависимости рис.12 определить качество изображения.

2 Т

А г =--arctg

л

где Д1 = — -100% Uo

А1-А2

2-(Д1 + Д2)-4-Д1-А2-1

С/2

Д2 = —-100 % Uo

Uo = U max+(71 + С/2-

m-u 2

U max

" 200 4m им Ax,H

Рис.12. Зависимость качества ТВ-изображения от расхождения во времени сигналов яркости и цветности.

Зависимость качества изображения (по пятибалльной шкале) от величины расхождения во времени сигналов яркости и цветности [5] показана на рисунке 12, а на рис.13 и 14 приведены поля допусков на переходную характеристику и характеристику ГВЗ УПЧИ соответственно.

100 80 60 40 20 О -20

j), 125 мкс

_

-0,8

0,8

t, МКС

t МГц

Рис.13. Поле допуска на ПХ УПЧИ. Рис. 14. Поле допуска на ГВЗ УПЧИ.

Анализ зависимости вида искажений 2Т-импульса от параметров ГВЗ фильтра проводился путём сопоставления характеристик образцов экспериментальных ПЧ фильтров на ПАВ стандарта D/K с объединённым каналом изображения и звука с осциллограммами откликов субмодуля радиоканала с этими

же фильтрами на 2Т-импульс, получаемый от генератора телевизионных тестовых сигналов.

На рис.15 показано семейство характеристик ГВЗ разных образцов фильтров, а на рис. 16 —соответствующие им отклики на 2Т-импульс. Пары фильтров 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 изготовлены по одному фотошаблону, поэтому их характеристики имеют сходное поведение. Сопоставляя кривые 1 и 2 на рис. 14 и 15 можно заметить, что минимум ГВЗ фильтра 2 имеет меньшее значение, чем фильтра 1, а всплеск ГВЗ на частотах выше несущей изображения (38,0 МГц) у фильтра 1 начинается при меньшей частоте, чем у фильтра 2. Этим объясняется тот факт, что в соответствующих импульсных характеристиках амплитуда положительного выброса справа у фильтра 2 больше, чем у фильтра 1, но фильтр 1 имеет более затянутый положительный выброс справа. Это может привести к возникновению переднего эхо на штриховых мирах для фильтра 2 и «тянучки» штриховых мир для фильтра 2.

Импульсные отклики фильтров 1 и 2 отличает наибольшая по сравнению с другими фильтрами длительность отрицательных выбросов слева, что объясняется наличием в их характеристиках ГВЗ существенных положительных выбросов в районе частоты 39,0 МГц. Вместе с тем, уровни отрицательных выбросов справа и слева в импульсных откликах фильтров 1 и 2 имеют близкие значения, что соответствует равномерному оконтуриванию изображения на экране ТВ-приёмника.

Сравнивая импульсные отклики групп фильтров 3,4 и 5,6 нетрудно заметить, что отклики второй группы отличаются от откликов первой подъёмом правого отрицательного выброса относительно левого. Это можно объяснить тем, что минимумы характеристик ГВЗ (частоты 34,0 ... 36,0 МГц) второй группы имеют меньшее значение, чем минимумы первой группы. Это может приводить к появления цветовых окантовок изображения для фильтров первой группы.

Сравнивая импульсные отклики групп фильтров 3,5 и 4,6 легко установить, что правые положительные выбросы первой группы имеют более выраженный колебательный характер, чем соответствующие участки второй группы. Это может объясняться тем, что характеристики ГВЗ первой группы на частотах выше несущей

Рис. 15. Характеристики ГВЗ исследуемых ПАВ-фильтров ПЧ.

Рис. 16. Импульсные отклики на тестовый сигнал «2Т».

изображения имеют тенденции более резкого спадания, чем ГВЗ второй группы на тех же частотах. Это может приводить к появлению задержанного эхо для фильтров первой группы.

Таблица 2. Взаимосвязь характеристик АЧХ и ГВЗ ПАВ-фильтра ПЧ с искажениями тестовых телевизионных импульсов «2Т» и «20Т» и с качеством телевизионного изображения.

Требования к частотным характеристикам ПАВ-фильтра ПЧ Результирующий эффект в терминах тестовых ТВ-импульсов Влияние на качество ТВ-изображения

Полоса пропускания по уровню 1"ни должна быть не менее 5,7 МГц наибольшая амплитуда импульса «2Т» наилучшая чёткость «картинки»

Минимальное значение ГВЗ на частотах вблизи ^р не должно отличаться от значений на Гни более, чем на 50 не наименьшие искажения импульса «20Т» отсутствие «смазанности» и наилучшая чёткость «картинки»

Характер ГВЗ на частотах йш ± 0,5 МГц должен быть плавным минимальные выбросы в нижней части импульса «2Т» отсутствие цветовых окантовок, заметных эхо в «картинке»

Результаты проведенных исследований сведены в таблицу 2. Анализ этих результатов позволяют сделать следующие выводы.

Выводы по разделу 1.1.

Учет зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты увеличил качество телевизионного изображения на 1-1,5 балла (по пятибалльной шкале).

Раздел 1.2 посвящен исследованию возможности создания фильтров промежуточной частоты на ПАВ с изменяемой формой АЧХ для телевизионных приёмников, предназначенных для работы с несколькими стандартами телевизионного изображения.

Для реализации возможности приёма телепрограмм, передающихся с использованием различных стандартов телевизионного вещания (например, БЕСАМ-Б/К и РЛЬ-В/О) обычно в составе УПЧИ используются ПАВ-фильтры ПЧ с усреднёнными частотными характеристиками (см. рис. 17).

Рис. 17. АЧХ двухстандартного (ШС-ВЛЗ) фильтра ПЧ на ПАВ. Здесь ^ и — частота несущей изображения; Гном - номинальная частота фильтра; ^звук. - частота звукового сопровождения; Гцве!Н - частота поднесущей цветности;

Такой УПЧИ имеет «компромиссные» технические параметры по таким важнейшим требованиям, как избирательность по несущим соседних каналов, ширина полосы пропускания, плавность АЧХ в области несущих звукового сопровождения, поведение характеристики ГВЗ в области несущих изображения (см. таблицу 3).

Таблица 3. Значения основных частот стандартов Р/К и В/О.

Стандарт ПЧ Значение несущих частот, МГц

f г Звук. г 1цветн. { 1 нисоседн. г 1звук.соседн.

Б/К 38,0 31,5 33,57 30,0 39,5

В/й 38,9 33,4 34,47 30,9 40,4

Этот подход вполне оправдан для ТВ-приёмников с небольшим размером кинескопа, однако с увеличением качества ТВ-вещания и размера диагонали телевизоров всё более заметным становится ухудшение «картинки» (см. раздел 1.1).

Одним из решений задачи улучшения качества двухстандартного телевизионного приёма может стать создание ПЧ-фильтра, изменяющего свои частотные (АЧХ и ГВЗ) характеристики таким образом, что фильтр полностью удовлетворяет требованиям каждого стандарта в то время, когда по данному стандарту ведётся приём ТВ-сигнала. Такая задача решена в данной работе.

В ходе исследований были разработаны пьезоэлементы фильтров ПЧ, удовлетворяющие требованиям обоих стандартов, но рассчитанные на одну частоту несущей изображения (поскольку частота несущей изображения определяется гетеродином преселектора телевизионного приёмника и не может принимать различные значения внутри одного прибора).

В качестве способа выбора АЧХ был использован метод переключения с помощью коммутационной схемы на основе p-i-n диодов КА-526А в гибридном исполнении.

Переключаемый двухстандартный ПАВ-фильтр ПЧ был реализован в виде частотно-избиратслыюго микроблока (ЧИМ) и размещён в стандартном металлостеклянном корпусе KI55 с 15-ю выводами (см. рис. 18), два из которых (У1 и У2) используются для подачи коммутационного управляющего сигнала +5 В. Принципиальная электрическая схема коммутатора приведена на рис. 19).

Рис.19. Электрическая принципиальная схема коммутатора.

Реализованная в результате исследований АЧХ двухстандартного переключаемого фильтра ПЧ показана на рис.20. Сравнительный анализ с вариантом «компромиссной» АЧХ показывает, что переключаемый фильтр позволяет полностью реализовать требования к частотным характеристикам по обоим стандартам ПЧ, что ведёт к заметному улучшению качества телевизионного приёма. Данные двухстандартные переключаемые фильтры были выпущены экспериментальной серией и испытаны на ряде телевизионных заводов. Испытания подтвердили сделанные выводы.

Рис. 20. Экспериментальная АЧХ переключаемого ПАВ-фильтра ПЧ на стандарты D/K и B/G и несущую частоту изображения 38,0 МГц.

Выводы по разделу 1.2. Исследования и разработка многокристальных фильтров ПЧ на ПАВ с внутренними коммутаторами позволили создать серию многостандартных фильтров, полностью соответствующих требованиям каждого из стандартов ПЧ. Во второй главе исследованы вопросы согласования фильтров на ПАВ в высокочастотных трактах РЭА. Показано, что аппаратурная реализация параметров ПАВ-фильтров зависит от схемотехнического и топологического решения узлов РЭА, непосредственно нагружающих входной и выходной ВШП фильтра. Проведены исследования и анализ схемотехнических решений. Разработан и исследован ряд согласующих усилителей, обеспечивающих аппаратурную реализацию параметров ПАВ-фильтров во входных устройствах приёмо-передающей аппаратуры.

На рис. 21 показан метод согласования АРК с помощью согласующих усилителей, включаемых на входе и выходе АРК и обеспечивающих компенсацию вносимого затухания пьезоэлектрических радиокомпонентов с возможностью регулировки коэффициента передачи.

Рис.21. Принципиальная электрическая схема ЧИМ с использованием согласующих усилителей по входу и выходу АРК.

Для анализа чувствительности и коэффициента шума ЧИМ были получены следующие выражения:

5 = 10 •

Я вх + Яг

К вх 1л т ^ „ 2 , ¡э Я э ГГГГ

КШ =10 • ^

4кТ .Яг + еш'+ Я.1-

4кТ Д,

вщ2= 4 кТ (Я 6 +

В

Гц

где Б - чувствительность ЧИМ, КШ-коэффициент шума, Яд и Кэ - сопротивления базы и эмиттера биполярного транзистора соответственно, q- заряд электрона

При реализации входного каскада на транзисторе КТ3106А-2 и принятии 1э=0,8мА, (3~5, гб= 5 Ом, гэ= 32,5 Ом, ЯВХ=50П, были получены следующие значения :

8=0,48цУ, КШ=2,03 что является вполне приемлемым для большинства практических приложений.

Выводы по главе 2. Исследования согласования пьезофильтров в высокочастотных трактах РЭА и разработка ряда согласующих усилителей позволили решить проблему вносимых ПАВ-фильтрами потерь сигнала с одновременным сохранением аппаратурных требований к чувствительности и коэффициенту шума РЭА.

Третья глава посвящена исследованию твердотельных акустоэлектронных радиокомпонентов для систем коллективного ТВ-приёма.

В разделе 3.1 исследованы вопросы создания системы защиты платных ТВ-каналов от несанкционированного просмотра с использованием пассивных дескремблеров. Показано, что с точки зрения соотношения цена/качество оптимальным пассивным дескремблером является режекторный фильтр на ПАВ. Приведены методики расчёта и экспериментальные исследования режекторных фильтров на ПАВ для различных телевизионных диапазонов. Приведены примеры использования одноканальных и многоканальных дескремблеров в платных сетях коллективного приёма России и стран СНГ.

На рис.22 показана конструкция режекторного ПАВ-фильтра, используемого в качестве пассивного дескремблера, а на рис. 23 - экспериментальная АЧХ такого режектора на номинальную частоту 191,5 МГц.

н

ДЧкгш

Пч

Рис.22. Конструкция режекторного ПАВ-фильтра.

Рис. 23. АЧХ режекторного ПАВ-фильтра на частоту 191,5 МГц.

Раздел 3.2 посвящен особенностям конструирования полосно-пропускающи фильтров на ПАВ на основе продольно-связанных резонаторов. Описан волноводньп характер распространения акустической волны для фильтров с малой апертурой ВШП Обоснован выбор конструкций фильтров, в том числе комбинированных, и типо1 пьезоэлектриков для различных частотных диапазонов и полос пропускания ПАВ фильтров с малыми потерями. Показано значение поканальной фильтрации вещательногс сигнала при построении систем коллективного ТВ-приёма. Представлены результать исследований и разработки ряда канальных телевизионных ПАВ-фильтров с малым потерями, соответствующих частотным планам регионов России.

На рис.24 показана конструкция ПАВ-фильтра, в которой вследствие мало! апертуры ВШП проявляется волноводный характер распространения ПАВ в электрод но' структуре. Данный эффект приводит к «затягиванию» ПАВ под металлизированную шин фильтра, что ведёт к искажению фронта волны и потере энергии и, следовательно, увеличению вносимого затухания фильтра и искажению АЧХ.

ш

»тгшигамшшш!

т

Рис.24. Конструкция ПАВ-фильтра с Рис.25. Вид «оконной» структуры для Волноводным эффектом распростра- локализации ПАВ в границах апертуры. Нения ПАВ.

Решением данной проблемы явилось создание «оконной» структуры отверстий шине [ 9 ], что способствует локализации ПАВ в границах апертуры (рис.25).

Задача учёта волноводного характера распространения ПАВ являлась нерешенной, что приводило к увеличению количества итераций при расчёте малоапертурных фильтров класса «low-loss» и возникновению малообъяснимых «провалов» на экспериментальных АЧХ разрабатываемых изделий (см.рис. 26). кл

о

•2

-t

-8

JK J7t 382 J 90 we (0t

ЕЫГи

Рис. 26. Экспериментальные АЧХ малоапертурного фильтра на 586 МГц, рассчитанного без учёта (пунктир) и с учётом волноводного характера ПАВ (сплошная линия).

Решение задачи учёта волноводного характера распространения ПАВ приведено дисперсионном соотношении для двух типов мод:

/I

-1 = arctg

( 2

1 V

Iй/J

Г" V .

- - -1

+ arctg

И -

tanh coth

яG

Л

де IV-апертура, й - ширина шины, ш - порядок моды, V-искомая скорость ПАВ, V}-корость ПАВ на свободной поверхности, Кз — скорость ПАВ на металлизированной оверхности, 1апЬ - соответствует симметричной моде, соШ - соответствует есимметричной моде.

Данное трансцендентное выражение не имеет решения в общем виде и решается исленными методами. Цель решения - определение значений эффективной скорости аспространения ПАВ V для разных мод в зависимости от апертуры IV и выбор птимальной апертуры.

Одним из методов улучшения параметров фильтра с малыми потерями является рименение комбинированных структур. Так, использование режекторного фильтра рис.22), включенного последовательно с конструкцией на основе продольно-связанной езонаторной структуры (рис.3) позволяет существенно улучшить избирательность такого ильтра. На рис. 27 показан пример конструкции,

на 20 дБ улучшившей избирательность канального ПАВ-фильтра. АЧХ фильтра приведена на рис.28.

I '). >/ £}' О. ей С

«¡0 •со 1 " M*sri.f. H .1 Ч Г,-

i i 1

j:

1 |

f

1 . — — 1 — 4ч AX"

* А fos J i 'V V

1 : ьч ' V j i:

1 т i f

г'.", г**-' и

Рис. 27. Комбинированная конструкция режектор- Рис.28. Экспериментальная ного фильтра и продольно-связанной резонатор- АЧХ фильтра на 218 МГц, ной структуры. реализованного с использова-

нием конструкции рис.27.

В разделе 3.3 рассмотрено применение телевизионных канальных ПАВ-фильтров в оборудовании для систем коллективного ТВ-приёма (СКТП). Показаны варианты построения СКТП с использованием пассивных и активных частотно-избирательных устройств. Обоснованы технические требования к телевизионным канальным усилителям (КУ) и телевизионным конверторам (ТК). Приведены результаты исследования и разработки КУ и ТК, частотно-избирательные характеристики которых достигаются применением канальных ПАВ-фильтров. Описаны принципы построения, исследования и разработка модульной телевизионной головной станции на основе КУ и ТК как базового устройства СКТП типа «антенна на дом», «антенна на подъезд», «антенна на коттеджный посёлок».

На рис. 29 показана принципиальная электрическая схема телевизионного канального усилителя на 29-й TBK на основе канальных ПАВ-фильтров.

F

Вход F

Г

Рис.29. Принципиальная схема телевизионного канального усилителя на 29-й TBK.

Особенностью такого схемотехнического решения является использование ПАВ-фильтров как по входу, так и по выходу усилителя. Это даёт одновременное

повышение чувствительности, уменьшение эффективной шумовой полосы и увеличение избирательности устройства. На рис.30 приведены экспериментальные АЧХ усилителя 11-го телевизионного канала с максимальным (слева) и минимальным (справа) уровнем регулировки усиления.

Рис. 30. Экспериментальные АЧХ усилителя 11-го телевизионного канала.

На основе телевизионных канальных усилителей реализована модульная головная станция (ГС) прямого усиления, структурная схема которой приведена на рис.31.

_1_

_L

СУММАТОР

X

т

Log Meg 8. 0 йВ/ Ref 0.00 dB

^Яогг 150.000 ММЕ

п

Stop 2*0. ООО MHz

Рис. 31. ГС прямого усиления модульного типа на основе канальных ПАВ-усилителей.

Рис. 32. АЧХ ГС.

Здесь КУ обозначены канальные усилители, БП-сетевой блок питания, УС- выходной широкополосный усилитель мощности. На рис. 32 показана АЧХ ГС.

Выводы по главе 3 :

1) Разработанные конструктивные решения и методы конструирования акустоэлектронных радиокомпонентов, входящих в их состав элементов на ПАВ, а

также устройств на их основе позволили обеспечить одновременное достижение следующих предельных характеристик:

• вносимое затухание до 1-3 дБ,

• пульсации группового времени запаздывания до 2-20 не,

• улучшение избирательности на 10...20 дБ.

2) Учет волноводного распространения ПАВ позволяет увеличить точность расчета характеристик фильтров в полосе пропускания на 12-15%.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

3.1. Учет зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты увеличил качество телевизионного изображения на 1-1,5 балла (по пятибалльной шкале)

3.2. Учет волноводного распространения ПАВ позволил увеличить точность расчета характеристик фильтров в полосе пропускания на 12-15% .

3.3. Разработанные в диссертационной работе конструктивные решения и методы конструирования акустоэлектронных радиокомпонентов, входящих в их состав элементов на ПАВ, а также устройств на их основе позволили обеспечить одновременное достижение следующих предельных характеристик : вносимое затухание до 1-3 дБ, пульсации группового времени запаздывания до 2-20 не, улучшение избирательности на 10...20 дБ.

3.4. Разработаны и серийно освоены :

Фильтры ПЧ на ПАВ для многостандартных ТВ-приёмников ; Пассивные дескремблеры на основе режекторных ПАВ-фильтров; Частотно-избирательные микроблоки на основе твердотельных частотно-селективных устройств;

Телевизионные канальные фильтры для систем коллективного ТВ-приёма; Телевизионные канальные усилители и выравниватели телевизионных каналов;

Телевизионные канальные конверторы; Модульные головные станции для СКТП .

Литература

1. Ю.В. Гуляев, В.И. Пустовойт Усиление поверхностных волн в полупроводниках //ЖЭТФ. Т.47 с.2251-2253, 1964

2. Ю.В Гуляев «Акустоэлектроника - Российский приоритет» //Радиоэлектроника и управление», 2-3, с.55-61, 2002.

3. C.S. Hartmann A fast accurate method for calculating the SAW and bulk wave radiation admittance of a SAW transducer//Proc. IEEE Ultrason. Symp. 1988, p.39-46.

4. B. Abbott, C.Hartmann, D.Malocha, Transduction magnitude and phase for COM modeling of SAW devices, IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Cont., vol.39, №1, 1992, p. 54-60

5. Певзнер B.M. Качество цветных телевизионных изображений. - M.: Связь, 1980, -212с.

6. А.С.Багдасарян, Т.В.Синицына. Селективные акустоэлектронные приборы на основе однонаправленных структур поверхностных акустических волн. - М., издательство «Академии инженерных наук им. А.М.Прохорова», 2004.

7. Полонский A.B. Фазовые искажения при телевизионном приёме и их коррекция. - М.: Связь, 1972.-316с.

Основные публикации автора: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ :

1. А.С.Багдасарян, Ю.В.Гуляев, О.В. Машинин, С.А.Никитов, Е.Ю.Шермагина. Фильтры на ПАВ нового поколения для гибридного аналого-цифрового приёмника Радиотехника и электроника, том 49, № 9,2004, с. 1070-1078.

2. А.С.Багдасарян, Т.В.Синицына, О.В. Машинин. ПАВ-фильтры с малыми потерями на основе U-образного ответвителя. Научно-технический журнал Электросвязь, № 2, 2004, с.32-33.

3. А.С.Багдасарян, Ю.В.Гуляев, С.А.Никитов, С.А.Багдасарян, Т.В.Синицына, В.В.Бутенко, О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков. Узкополосные. фильтры на ПАВ в системах радиочастотной идентификации. Радиотехника и электроника, 2008г., т.53, № 7, с. 887-896.

Статьи и материалы конференций :

4. О.В. Машинин. Применение ПАВ-фильтров в системах кабельного телевидения. Труды международной научно-технической конференции Информационные технологии в науке, технике и образовании, Аланья-Севастополь, 2005, т.2, с.27-30.

5. Ф.Г.Абрамов, Ю.А.Волков, Н.Н.Вонсовский, О.В.Машинин. Согласованный широкополосный усилитель. Приборы и техника эксперимента, 1984, №2, c.l 11-112.

6. Д.В.Карпеев, О.В.Машинин, М.М.Орлов, Е.К.Сингур, Т.В.Синицына. Согласующие усилители для акустоэлектронных устройств частотной селекции. Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.1(66), 1987, с.51-55.

7. С.В.Киселев, С.Н.Кондратьев, О.В.Машинин, Е.К.Сингур, Т.В.Синицына. Разработка и исследование ВЧ-входных фильтров на ПАВ. Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68), 1987, с.33-35.

8. Д.В.Карпеев, О.В.Машинин, М.М.Орлов, Е.К.Сингур, Т.В.Синицына. Частотно-избирательный микроблок с малым потреблением энергии. Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68), 1987, с.58-61.

9. А.С.Багдасарян, О.В.Машинин, М.М.Орлов, Е.Ю.Шермагина. Фильтры на ПАВ для усилителей промежуточной частоты цветных телевизионных приёмников. Научно-технический журнал Электронная промышленность, Наука. Технологии. Изделия. М., 2004, с.26-29.

10. А.Багдасарян, В.Львов, О.Машинин, В.Прапорщиков, Т.Синицына, С.Багдасарян. Модульные канальные эквалайзеры на ПАВ-фильтрах. Журнал «Электроника: Наука, Технология, Бизнес», 2008, № 2, с.74-80.

11. A.C. Багдасарян, Ю.В. Гуляев, О.В. Машинин, С.А. Никитов, Т.В. Синицына. Акустоэлектронные технологии для систем и комплексов оборудования цифрового телевизионного вещания. Состояние и развитие. Труды международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», Аланья-Севастополь, 2005, т.2, с. 3-4.

Патенты на изобретения :

12. С. А. Багдасарян, .С.С.Громов, О.В.Машинин, Г.Я. Карапетьян, В.В.Семенов. Устройство на поверхностных акустических волнах. Патент РФ на изобретение 2242838. М. Гос. реестр изобретений РФ Бюл.№35. 20.12.2004.

13. О.В. Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына, Е.Ю.Шермагина. Устройство на поверхностных акустических волнах. Патент РФ № 2295193 на изобретение от 10.08.2007.

14. О.В. Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына, Е.Ю.Шермагина. Фильтр на поверхностных акустических волнах. Патент РФ № 2308799 на изобретение от 20.10.2007.

Патенты на полезную модель :

15. В.Ф.Львов, О.В. Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына. Модульная телевизионная головная станция. Патент РФ № 53089 на полезную модель от 27.04.2006.

Свидетельства ФИПС об официальной регистрации топологии ИС:

16. О.В. Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына. Телевизионный канальный фильтр на поверхностных акустических волнах ФТКП-6, модификация 1084. Свидетельство ФИПС № 2005630022 об официальной регистрации топологии ИС от 01.09.2005.

17. Р.В.Егоров, О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков. Телевизионный канальный фильтр на поверхностных акустических волнах ФТКП-11, модификация 1052. Свидетельство ФИПС № 2005630023 об официальной регистрации топологии ИС от 01.09.2005.

18. О.В.Машинин, Е.Ю.Шермагина. Фильтр на поверхностных волнах ФПЗП7-495-7, модификация КК 979. Свидетельство ФИПС № 2005630006 об официальной регистрации топологии ИС от 20.05.2005.

19. О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Е.Ю.Шермагина. Фильтр на поверхностных акустических волнах ФПЗП7-505-1, модификация 1096. Свидетельство ФИПС № 2006630004 об официальной регистрации топологии ИС от 10.01.2006.

О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Е.Ю.Шермагина. Фильтр на поверхностных акустических волнах ФПЗП7-505-2, модификация 1111. Свидетельство ФИПС № 2006630003 об официальной регистрации топологии ИС от 10.01.2006. О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Е.Ю.Шермагина. Фильтр на поверхностных акустических волнах ФПЗП7-506-2, модификация 1183. Свидетельство ФИПС № 2006630022 об официальной регистрации топологии ИС от 10.07.2006. О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Е.Ю.Шермагина. Микроэлектронное частотно-селективное устройство 3676Е, модифиакция 1095. Свидетельство ФИПС № 2007630004 об официальной регистрации топологии ИС от 16.01.2007. Р.В.Егоров, О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына. Фильтр на поверхностных акустических волнах ФПЗП7-494-ОЗЕ, модификация 1263. Свидетельство ФИПС № 2008630040 об официальной регистрации топологии ИС от 09.09.2008.

О.В.Машинин, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына. Микроэлектронное частотно-селективное устройство 3666Е, модифиакция 1089. Свидетельство ФИПС № 2008630039 об официальной регистрации топологии ИС от 08.09.2008.

Изд. лиц. ЛР № 020815 от 21.09.98

Подписано в печать 23.12.2008. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ KsSZ-Издательско-полиграфический центр Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41. Отпечатано в ИПЦ НовГУ. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

U') —

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Машинин, Олег Всеволодович

Общая характеристика работы

Введение

1. Исследование и разработка фильтров на ПАВ промежуточной частоты для систем телевидения различных стандартов

1.1. Исследование влияния электрических параметров фильтров на ПАВ на параметры тракта промежуточной частоты и качество изображения

1.2. Проектирование фильтров ПЧ на ПАВ с изменяемой формой частотных характеристик для многостандартных ТВ-приёмников

1.2.1. Разработка фильтров ПЧ на альтернативные несущие частоты

1.2.2. Проектирование двухстандартного переключаемого фильтра ПЧ

2. Согласование фильтров на ПАВ в высокочастотных трактах РЭА

2.1. Анализ структурных схем построения частотно-избирательных микроблоков

2.2. Исследование зависимости частотных характеристик ПАВ-фильтров от условий электрического согласования

2.3. Исследование и разработка согласующих усилителей

2.3.1. Исследование шумовых характеристик

2.4. Проектирование частотно-избирательных микроблоков

2.4.1. Исследование частотно-избирательных микроблоков

3. Исследование и разработка твердотельных акустоэлектронных радиокомпонентов для систем коллективного ТВ-приёма

3.1. Пассивные дескремблеры на ПАВ и система защиты платных каналов от несанкционированного доступа

3.1.1. Обзор способов построения систем управления доступом

3.1.2. Проектирование системы управления доступом с использованием пассивного дескремблера на ПАВ

3.2. Проектирование полосно-пропускающих ПАВ-фильтров на основе продольно-связанных резонаторов

3.2.1. Исследование и разработка телевизионных канальных

Фильтров

3.3. Применение телевизионных канальных ПАВ-фильтров в оборудовании для систем коллективного ТВ-приёма

3.3.1. Исследование и разработка канальных усилителей

3.3.2. Исследование и разработка телевизионного конвертора

3.3.3. Исследование и разработка телевизионной головной станции

Введение 2008 год, диссертация по электронике, Машинин, Олег Всеволодович

Актуальность темы: Современный этап развития твердотельной электроники характеризуется широким внедрением акустоэлектронных устройств в системах телевидения и связи. Важнейшей частью акустоэлектронных устройств являются акустоэлектронные радиокомпоненты (АРК) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащие пространственно разнесенные встречно-штыревые преобразователи (ВШП) на пьезоэлектрической подложке. ВШП являются частотно-избирательными пассивными элементами и обеспечивают бегущий режим ПАВ.

Благодаря классической работе Гуляева Ю.В. и Пустовойта В.И. [1], в которой впервые указывалось на перспективное использование поверхностных акустических волн для обработки сигналов, состоялось становление и началось активное развитие акустоэлектроники - нового направления электроники.

Среди всех акустоэлектронных устройств господствующее положение на рынке информационных систем занимают пассивные акустоэлектронные радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [2] . Важнейшей особенностью, обеспечивающей постоянное и быстрое внедрение акустоэлектронных радиокомпонентов в современные информационные системы, является возможность совмещения процессов изготовления с микро и нано технологиями, высокая температурная стабильность, высокая надежность, малые массогабаритные характеристики.

Обработка в реальном масштабе времени, отсутствие настройки, совместимость с планарной микро- и наноэлектронной технологией изготовления, воспроизводимость характеристик и другие уникальные свойства акустоэлектронных приборов позволяют реализовать такие важные функции, как частотную селекцию, обработку в реальном масштабе времени, псевдослучайный поиск рабочих частот, эталонирование, стабилизацию частоты и др.

Вместе с тем, для ряда системных применений телевидения и связи, таких как частотная селекция во входных трактах приемо-передающих устройств (ППУ), межсимвольная интерференция, плотность информационных каналов, высокая надежность, малые массогабаритные характеристики и низкая цена при крупносерийном производстве, требуется достижение предельных высокоизбирательных характеристик пассивных акустоэлектронных радиокомпонентов по предельному уровню вносимого затухания, высокому коэффициенту прямоугольности и малым уровнем осцилляций в полосе пропускания, предельных характеристик по неравномерности группового времени запаздывания. Эти требования постоянно выдвигают необходимость разработки акустоэлектронных радиокомпонентов на ПАВ новых поколений с достижением предельных характеристик, в т.ч. нескольких одновременно основных функций. Решение этой важнейшей информационной задачи зависит:

1. Во-первых от достигнутого технологического уровня производства.

2. Во-вторых от успехов в области фундаментальных и прикладных исследований, развития методов проектирования, разработки новых конструктивных решений и электрического согласования АРК в радиотрактах систем телевидения и связи .

Первый фактор реализуется за счет совершенствования специального технологического оборудования и пьезоэлектрических материалов.

Второй фактор позволяет практически с использованием одного и того же парка оборудования, материалов и составляющих инфраструктуры акустоэлектроники, получить ощутимый выигрыш в улучшении основных характеристик и получении новых параметров недостижимых аналогами, а также создании новых классов АРК на ПАВ.

В России работы в области пассивной акустоэлектроники интенсивно ведутся в ИРЭ им.В.А.Котельникова РАН, в высшей школе: МФТИ, МИФИ, МЭИ, ЮФУ, Новгородском ГУ им.Ярослава Мудрого и др., отраслевых организациях: ОАО «Фонон», ООО «БУТИС», Санкт-Петербургском ОАО

Авангард», Московском и Ростовском НИИ радиосвязи, Омском НИИ приборостроения, Воронежском НИИ связи и др.

Несмотря на широкие перспективы использования АРК и значительный прогресс в разработке их моделей и конструкций, основным вопросом до недавнего времени оставалось достижение предельных аппаратных характеристик АРК в системах телевидения и связи. В настоящей работе впервые предпринята попытка разработки АРК на ПАВ с предельными аппаратными характеристиками в зависимости от параметров назначения АРК в конкретных системах телевидения и связи.

Целью работы:

• разработка акустоэлектронных радиокомпонентов на поверхностных акустических волнах, обеспечивающих оптимальные параметры назначения систем телевидения и связи по вносимому затуханию, полосе пропускания и избирательности.

Объекты исследований:

• акустоэлектронные радиокомпоненты (АРК);

• входящие в состав АРК элементы на ПАВ, а также устройства, узлы и микроблоки на их основе.

К элементам АРК относятся встречно-штыревые преобразователи (ВШП), отражательные структуры и многополосковые ответвители (МПО), выполненные на поверхности пьезоэлектрических материалов различных ориентации. К АРК отнесены фильтры промежуточной частоты (ПЧ), многостандартные фильтры ПЧ, фильтры Найквиста, коммутируемые фильтры, канальные фильтры с малым вносимым затуханием, режекторые фильтры на ПАВ. К узлам и микроблокам отнесены канальные усилители, конверторы телевизионных каналов, частотно-избирательные микроблоки с малым потреблением энергии, дескремблеры.

Основные задачи работы:

• Разработка основ конструирования и моделирования АРК в зависимости от параметров назначения систем телевидения и связи; исследование вопросов электрического согласования АРК в радиотрактах систем телевидения и связи;

• проведение теоретических и экспериментальных исследований взаимосвязи комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ с качеством телевизионного изображения;

• поиск новых конструктивных решений АРК и проведение их экспериментальных исследований;

• исследование и разработка устройств, узлов и микроблоков на основе АРК.

Научная новизна работы.

При выполнении диссертационной работы получены следующие новые научные результаты:

• Получена зависимость частотных характеристик АРК на ПАВ с предельными аппаратными характеристиками от параметров назначения в конкретных системах телевидения и связи : зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты. На основе полученных зависимостей разработаны методы конструирования телевизионных фильтров ПЧ на ПАВ, обеспечивающих оптимальные параметры телевизионного изображения.

• Впервые предложен и разработан метод проектирования продольно-связанных структур с учетом волноводного распространения ПАВ. На основе метода разработано программное обеспечение в стандартном пакете МаШСАБ.

• Проведены исследования режекторных фильтров с использованием пьезоэлектрических материалов различных ориентаций. Разработаны и исследованы конструкции импедансного режекторного фильтра и дескремблера на его основе.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Учет зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты позволяет увеличить качество телевизионного изображения на 1-1,5 балла (в пятибалльной системе).

• Учет волноводного распространения ПАВ позволяет увеличить точность расчета характеристик фильтров в полосе пропускания на 12-15%.

• Новые конструктивные решения и методы конструирования акустоэлектронных радиокомпонентов, входящих в их состав элементов на ПАВ, а также устройств на их основе позволяют обеспечить одновременное улучшение следующих предельных характеристик: вносимое затухание до 1-3 дБ, пульсации группового времени запаздывания до 2-20нс, избирательность на 10.20 дБ.

Практическая ценность работы. Предложенные расчетные методы позволяют повысить точность воспроизведения характеристик АРК и оптимизировать их электрические параметры. Методики расчета АРК внедрены на промышленных предприятиях, специализирующихся в области разработок и серийного освоения устройств на ПАВ.

Разработанные АРК на ПАВ использованы в различной радиоаппаратуре для телевидения и систем связи :

• системы защиты коммерческих ТВ-каналов от несанкционированного доступа;

• телевизионные многостандартные приёмники, передатчики, модуляторы, ретрансляторы;

• системы коллективного ТВ-приёма;

• РЛС наземного и бортового базирования, системы АФАР и другая аппаратура специального применения.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзных конференциях «Акустоэлектронные устройства обработки информации», Черкассы, 1988 и 1990г.г.; Научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии, Состояние и развитие», Москва, 2002г.; V, VI и VII Международных научно-технических конференциях «Перспективные технологии в средствах передачи информации», г.Владимир, 2003, 2005, 2007г.г.;

XIV, XVI и XVII Международных Крымских конференциях «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2004, 2006, 2007г.г.;

Международной научно-технической конференции

Информационные технологии в науке, технике и образовании», Аланья-Севастополь, 2005г.;

Международной научно-технической конференции

Информационные технологии и моделирование приборов в целях обеспечения качества и надёжности», Москва, 2006г.; Третьей международной научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии. Состояние и направления развития», Москва, 2006г.;

Образцы дескремблеров на ПАВ демонстрировались на международных выставках «Связь-ЭКСПОКОММ» в 1997, 1998г.г.

Работы по разработке модульной телевизионной головной станции легли в основу инновационного проекта № 5413 - победителя программы «СТАРТ» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Публикация результатов работы.

По результатам выполненных исследований опубликовано 63 научные работы, в том числе 8 статей, 4 патента, 9 свидетельств ФИПС об официальной регистрации топологий интегральных микросхем, 22 тезисов докладов на международных конференциях, 20 отчётов о выполненных НИОКР.

Экономический эффект и внедрение результатов работы.

Экономический эффект от внедрения результатов работ за период 2000. .2008 г. превышает 2,5 млн. рублей.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка использованных источников. Диссертация содержит 155 страниц машинописного текста, из них 114 рисунков, 3 фото, 9 таблиц, ссылки на 94 библиографических источника (на 9 листах).

Заключение диссертация на тему "Твердотельные акустоэлектронные высокоизбирательные радиокомпоненты для устройств телевидения и связи"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Учет зависимости искажения тестовых телевизионных импульсных сигналов от комплексных частотных характеристик фильтров на ПАВ промежуточной частоты увеличил качество телевизионного изображения на 1-1,5 балла (по пятибалльной шкале).

2. Учет волноводного распространения ПАВ позволил увеличить точность расчета характеристик фильтров в полосе пропускания на 12-15% .

3. Разработанные в диссертационной работе конструктивные решения и методы конструирования акустоэлектронных радиокомпонентов, входящих в их состав элементов на ПАВ, а также устройств на их основе позволили обеспечить одновременное достижение следующих предельных характеристик : вносимое затухание до 1-3 дБ, пульсации группового времени запаздывания до 2-20 не, улучшение избирательности на 10.20 дБ .

4. Разработаны и серийно освоены :

Фильтры ПЧ на ПАВ для многостандартных ТВ-приёмников ;

Пассивные дескремблеры на основе режекторных ПАВ-фильтров;

Частотно-избирательные микроблоки на основе твердотельных частотноселективных устройств;

Телевизионные канальные фильтры для систем коллективного ТВ-приёма;

Телевизионные канальные усилители и выравниватели телевизионных каналов;

Телевизионные канальные конверторы;

Модульные головные станции для СКТП .

Библиография Машинин, Олег Всеволодович, диссертация по теме Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах

1. Ю.В. Гуляев, В.И. Пустовойт Усиление поверхностных волн в полупроводниках //ЖЭТФ. Т.47 с.2251-2253, 1964

2. Ю.В Гуляев «Акустоэлектроника Российский приоритет» //Радиоэлектроника и управление», 2-3, с.55-61, 2002.

3. C.S. Hartmann A fast accurate method for calculating the SAW and bulk wave radiation admittance of a SAW transducer //Proc. IEEE Ultrason. Symp. 1988, p.39-46.

4. B. Abbott, C.Hartmann, D.Malocha, Transduction magnitude and phase for COM modeling of SAW devices, IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Cont., vol.39, №1, 1992, p.54-60.

5. Кондратьев C.H., Сингур E.K., Машинин O.B., Синицына Т.В., Разработка и исследование ВЧ-входных фильтров на ПАВ, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68),1987, с.33-35.

6. Карпеев Д.В., Машинин О.В., Орлов М.М., Сингур Е.К., Синицына Т.В., Согласующие усилители для акустоэлектронных устройств частотной селекции, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып. 1(66), 1987, с.51-55

7. Отчет НИИ «Фонон», НИР «Мигель», Исследование путей построения высокочастотного узкополосного частотно-избирательного микроблока, Москва, 1985, отв.исп. Машинин О.В.

8. Карпеев Д.В., Машинин О.В., Орлов М.М., Сингур Е.К., Синицына Т.В., Частотно-избирательный микроблок с малым потреблением энергии, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68), 1987, стр.58-61

9. Hikita М., Tubuchi Т., Low loss SAW filter for antenna duplexer, IEEE Ultrason.Symp., 1983,p.77-82

10. Синицына T.B., Фильтры на поверхностных акустических волнах с малыми потерями, вып.3(108), ЦНИИ Электроника, депонированная рукопись, М., 1990,47 с.

11. Отчет НИИ «Фонон», ОКР «Мультиплексор», Комплекс исследований и разработка мультиплексора на поверхностных акустических волнах , Москва, 1984, исп. Машинин О.В.

12. Кондратьев С.Н., Орлов М.М., Сингур Е.К., Синицына Т.В., Пятиканальный частотноизбирательный микроблок, Тезисы докладов XII Всесоюзной конференции по микроэлектронике, Тбилиси, 1987, стр.96-97 1

13. А.С.Багдасарян, Т.В.Синицына. Селективные акустоэлектронные приборы на основе однонаправленных структур поверхностных акустических волн. -М., издательство «Академии инженерных наук им. А.М.Прохорова», 2004.

14. Певзнер В.М. Качество цветных телевизионных изображений. -М., Связь, 1980.-212с.

15. Кустарев А.К., Шендерович A.M. Искажение цветного телевизионного изображения. М., Связь, 1978 - 118с.

16. Полонский А.В. Фазовые искажения при телевизионном приёме и их коррекция. -М.: Связь, 1972.-316с.

17. Отчет НИИ «Фонон», НИР «Мармелад», Исследование путей улучшения параметров устройств с применением схем согласования, Москва, 1988j отв. исп. Машинин О.В.

18. Siemens Matsushita Components © 1990. An Allround Solution: Switch-Selected SAW Filters for Multi-Standard TVs.

19. Горышник JI.JL, Кондратьев C.H. Возбуждение поверхностных акустических волн электродными преобразователями, Радиотехника и электроника, 19, № 8, 1974, с. 1719-1728.

20. Milsom R.F. Field analysis of large weighted transducers, Proc. Ulrtasonics Symp., 1976, p. 401-405.

21. Milsom R.F., Reilly N.H.C., Redwood M. Analysis of generation and detection of surface and bulk acoustic waves by interdigital transducers, IEEE Trans., SU-24, №3, 1977, p. 147-166.

22. Hartmann C.S., Bell D.T., Rosenfeld R.S. Impulse model design of acoustic surface wave filters. IEEE Trans., MTT-21, № 4, 1973, p. 162-175.

23. Танкрилл Р., Холланд М. Фильтры на поверхностных акустических волнах ТИИЭР, 59, № 3, 1971, с. 62-80.

24. Smith W.R., Gerard Н.М., Collins J.H., Reeder T.M., Shaw H.J. Analysis of interdigital surface wave transducers by use of an equivalent circuit model. IEEE Trans., MTT-17, № 11, 1969, p. 856-864.

25. Engan H. Excitation of elastic surface waves by spatial harmonics of interdigital transducer. IEEE Trans., v. ED-16, № 12, 1969, p. 1014-1017.

26. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах, Радио и связь, Москва, 1990, 414 с.

27. Morgan D.P. Admittance Calculations for Non-reflective SAW Transducers. Proc. IEEE Ulrtason. Symp., 1996, p.131-135.

28. Daniel M.R., de Klerk J. Acoustic radiation measurements and calculations for three surface wave filter design. Proc. Ulrtasonics Symp., 1973, p. 449-455.

29. Голд Б., Рэйзер Ч. Цифровая обработка сигналов. Сов. Радио, М.,1973.

30. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов, М., Мир, 1978, 848 с.

31. Parks T.W., McClellan Chebyshev approximation for non-recursive digital filters with linear phase. IEEE Trans. Circuit Theory, 19, 1972, p. 189-194.

32. Rabiner L.R. Techniques for designing finite duration impulse-response digital filters. IEEE Trans. Commun. Tech., 19, 1971, p.188-195.

33. Слободник Э., Сабо Т., Лейнер К. Миниатюрные фильтры на поверхностных акустических волнах. ТИИИЭР, 1979, т. 67, №1, с. 147-165.

34. Отчет по НИР "Заринск-М", Исследование путей создания фильтров на ПАВ для аппаратуры предприятия п/я В-2431, М., НИИ «Фонон», 1986. Исполнитель- Машинин О.В.

35. Отчет НИИ «Фонон», НИР «Мультичип-92». Исследование и разработка частотно-избирательного микроблока переключаемых полосовых фильтров на ПАВ, 1992. Отв.исп.- Машинин О.В.

36. Кондратьев С.Н., Машинин О.В., Исследование перестраиваемых полосовых фильтров на ПАВ, Тезисы докладов Всесоюзной конференции Акустоэлектронные устройства обработки информации на ПАВ, Черкассы, 1990, стр.135-136.

37. Отчет НИИ «Фонон», НИР «Мультичип», Исследование возможности создания перестраиваемых полосовых фильтров на ПАВ, Москва, 1992, отв. исп. Машинин О.В.

38. Багдасарян A.C., Машинин О.В., Орлов М.М., Шермагина Е.Ю., Фильтры на ПАВ для усилителей промежуточной частоты изображения цветных телевизионных приемников, Н.-тех. журнал Электронная промышленность, Наука. Технологии. Изделия, М., 2004, с.26-29

39. Отчет ООО «БУТИС-М», ОКР «Малютка», Разработка и серийное освоение фильтров ПЧ на ПАВ с уменьшенным размером звукопровода и улучшенным процентом выхода годных, Москва, 2003, исп. Машинин О.В.

40. Карпеев Д.В., Машинин О.В., Орлов М.М., Сингур Е.К., Синицына Т.В., Частотно-избирательный микроблок с малым потреблением энергии, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68), 1987, стр.58-61.

41. Абрамов Ф.Г., Вонсовский H.H., Волков Ю.А., Машинин О.В., Согласованный широкополосный усилитель, Приборы и техника эксперимента, 1984, №2, стр.111-112.

42. Карпеев Д.В., Машинин О.В., Орлов М.М., Сингур Е.К., Синицына Т.В., Согласующие усилители для акустоэлекгронных устройств частотной селекции, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып. 1(66), 1987, с.51-55

43. Отчет НИИ «Фонон», НИР «Мигель», Исследование путей построения высокочастотного узкополосного частотно-избирательного микроблока, Москва, 1985, отв. исп. Машинин О.В.

44. Дмитриев В.В., Акпамбетов В.Б. и др. Интегральные пьезоэлектрические устройства фильтрации и обработки сигналов. М., Радио и связь, 1985 г., 176 с.

45. Матсей Г.Л. и др. Фильтры СВЧ, согласующие цепи. М.,Связь,1971, 383 с.

46. Карпов В.М. и др. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами. М., Радио и связь, 1984, 104 с.

47. Карсон Р. Высокочастотные усилители, (перевод с английского). М., Радио и связь, 1981, 216 с.

48. Орлов B.C., Бондаренко B.C. Фильтры на поверхностных акустических волнах. М., Радио и связь, 1984, 272 с.

49. Кондратьев С.Н., Сингур Е.К., Машинин О.В., Синицына Т.В., Разработка и исследование ВЧ-входных фильтров на ПАВ, Электронная техника, сер. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.3(68),1987, с.33-35

50. Нетцер И. Проектирование малошумящих усилителей. ТИИЭР, 1981, т.69 (№6).

51. Агаханян Т.М. Линейные импульсные усилители. М., Связь, 1970, 472 с. 53.0.В.Карулин, С.В.Кондратенко, В.А.Королёв. Малошумящие усилители дляфизического эксперимента. М., МИФИ, 1983.

52. А.А.Дёмин, В.В.Маркин, В.В.Масленников. Экономичный усилитель тока с расширенным динамическим диапазоном. «Радиоэлектроника», 1985, № 5.

53. Surface Acoustic Wave Filters for TVIF Systems, Plessey Ch., Pno P.S. 1563, June 1977.

54. Plessey surface acoustic wave filters and preamplifiers for TVIF systems. Consumer news, VI, V2, May 1978.

55. Бондаренко B.C., Орлов B.C. и др. Частотно-избирательная микросборка с фильтром на ПАВ. Электронная промышленность, вып.8, 1983 г.

56. В.А.Чулков. Системы управления доступом к программам кабельных сетей. Broadcasting N 7, 2000, стр.86-88.

57. Г.Высоцкий. Системы ограничения доступа к просмотру программ кабельного телевидения. Теле-Спутник 7(57) июль 2000г.

58. World Satellite TV & Scrambling Methods, J. McCormac & others, Baylin Publications, 1993.

59. Кандыба П.Е., Кондратьев C.H., Машинин O.B. Rejective SAW-filter for protect systems of commercial TV-channel. Proc. Intern. Symp., Russia, St.Petersburg, 1993, p.162-163

60. Mishima N. Yasuhara Y., Ichikawa S., Mitobe S., Mass productivity of wide band SAW resonator filter, Proc. Int. Symp. SAW Devices for Mobile Comm., 1992, p.142-147

61. Отчет ООО «БУТИС-М», ОКР «Салон-ПАВ-2000», Разработка и освоение в производстве фильтров на ПАВ в корпусах для поверхностного монтажа, Москва, 2002, руководитель работ Машинин О.В.

62. Plessky V.P., SAW impedance elements, Proc. IEEE Ultrason. Symp. 1994, p.98-104.

63. Машинин O.B., Прапорщиков B.B., Синицына T.B., Шермагина Е.Ю. Фильтр на поверхностных акустических волнах. Патент РФ на изобретение №2308799 от 20.10.07

64. Багдасарян А.С., Машинин О.В., Синицына Т.В. ПАВ-фильтры с малыми потерями на основе U-образного ответвителя. Н.-тех. журнал Электросвязь, №2, 2004, стр.32-33.

65. О.В.Машинин. Применение ПАВ-фильтров в системах кабельного телевидения. Труды международной н.-тех. конференции Информационныетехнологии в науке, технике и образовании, Аланья-Севастополь, 2005, стр.27-30.

66. В.Машинин. Применение ПАВ-фильтров в системах эфирного телевизионного приема в условиях города. Материалы 14 Международной Крымской конференции СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии, Севастополь, 2004, стр.271-272.

67. Отчёт ООО «БУТИС». НИОКР «Исследование и разработка модульных канальных эквалайзеров на основе ПАВ-канальных усилителей». УДК 621.386.43.621.397.22, М.,2007. Руководитель работ О.В.Машинин.

68. В.Машинин, В.В,Прапорщиков, Т.В.Синицына, Е.Ю.Шермагина. Устройство на поверхностных акустических волнах. Патент РФ на изобретение №2295193 от 10.08.07.

69. Реушкин H.A. Системы коллективного телевизионного приема. Радио и связь, 1992.

70. Отчет ООО «БУТИС-М» Исследование и разработка телевизионных канальных усилителей на основе высокочастотных ПАВ-фильтров с малыми потерями. УДК 621. 386.43.621.397.22, М., 2005. Руководитель работ -О.В.Машинин.

71. В.Машинин, Т.В.Синицына, Е.Ю.Шермагина. Особенности проектирования высокочастотных фильтров на ПАВ. Материалы 15 Международной Крымской конференции СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии, Севастополь, 2005, стр.570-571.

72. ГОСТ 28324-89 «Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания. Классификация приемных систем, основные параметры и технические требования».

73. ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры.85. «Телевизионная техника», под ред. Зубарева Ю.Б., Радио и связь, 1994.

74. Воробьев М.С., Кудрин Л.П. и др. Приемные распределительные системы телевидения, Челябинск, 2002, 238 с.

75. Кузнецов В.Д. Отраженные телевизионные сигналы в городских условиях, Электросвязь, 1975, №4, с.1-7.

76. ПАВ-фильтры с малой неравномерностью характеристики в полосе пропускания. Материалы У1 международной н.-тех. конференции Перспективные технологии в средствах передачи информации, Владимир, 2005, стр. 140-142.

77. А.Багдасарян, В.Львов, О.Машинин, В.Прапорщиков, Т.Синицына, С.Багдасарян. Модульные канальные эквалайзеры на ПАВ-фильтрах. Журнал «Электроника: Наука, Техника, Бизнес», 2008, № 2, с.74-80.

78. Официальный сайт ООО «Планар», г.Челябинск: http:// www.planar.chel.ru

79. Официальный сайт Компании Hirschmann http://www.hirschmann.ru

80. Официальный сайт ООО Фирма "Радиан" http://www.radian.com.ru

81. О.В.Машинин, В.Ф.Львов, В.В.Прапорщиков, Т.В.Синицына. Модульная телевизионная головная станция. Патент РФ № 53089 на полезную модель, зарегистрирован 27.04.2006г.