DE1924780C - Ultraschall Verzögerungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Verzöge- _3e rungsanordnung, bestehend aus einem Festkörper, der durch einen elektromechanischen Wandler zu Ultraschallschwingunggen angeregt wird, die nach Durchlaufen des Körpers von einem zweiten Wandler in elektrische Signale zurückverwandelt werden.

Es ist bekannt, für große und hochkonstante Verzögerungszeiten elektrischer Signale statt rein elektrischer Verzögerungsketten Ultraschall-Verzögerungsleitungen zu verwenden, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Ultraschallwelle in einem geeigneten Festkörper um mehrere Zehnerpotenzen niedriger ist als die Geschwindigkeit einer elektrischen Welle z. B. in einem Draht.

Festkörper-Ultraschall-Verzögerungsieitungen bestehen im allgemeinen aus einem Glas- oder Keramikkörper, in den das zu verzögernde Signal über einen Z. B. piezoelektrischen Wandler als mechanische Schwingung eingespeist wird, die nach einer gewissen Laufzeit von einem zweiten Wandler wieder als elektrisches Signal abgenommen wird.

Die einfachste und älteste Form einer solchen Verzögerungsleitung ist die Stabform. Sie ist heute jedoch meist durch eine Polygonform verdrängt worden. Hierbei wird die Ultraschallwelle innerhalb eines entsprechend geschliffenen prismatischen Körpers mehrfach reflektiert, so daß der Weg, den die Schallwelle zwischen Eingang und Ausgang zurücklegt, langer ist als die größte Linearabmessung der Verzögerungsanordnung (deutsche Patentschrift ! 255 214).

Beim Betrieb solcher Verzögerungsanordnungen treten jedoch gewisse Nachteile auf. Durch die Streuung der vom Wandler abgestrahlten Welle und durch nicht ideale Reflexionen an den Begrenzungsflächen des Verzögerungskörpers durchlaufen Teile der Schallwelle einen längeren oder kürzeren Weg zwisehen Eingang und Ausgang als der Hauptstrahl. Insbesondere treten dabei Reflexionen an den ursprünglich nicht am Strahlengang beteiligten Körperfliichcn auf Diese Reflexionen führen zu Störsignalcn mn. Verzöoerungszeiten, die vom Sollwert abweichen, unter Umständen auch zu Verzerrungen des Nutzsign;,: ,

Zur Vermeidung solch störender Reflexionen ;_;n ursprünglich nicht am Strahlengang beteiligten Ko:- perflächen wurde vorgeschlagen, diese Fläche einfach wegzuschleifen. Dies ist jedoch nur möglich, wc;;■; diese Fläche relativ klein ist.

Eine andere Maßnahme ist das Anbringen cuuakustischen Sumpfes. Hierzu werden auf die mitwollt reflektierenden Flächen Schwingungsdämpfen..:.: Materialien, wie Kunststoffe u. ä., aufgebracht. Hier, müssen die reflektierenden Stellen der Begrenzung flächen bestimmt werden, was einen für eine Serienfertigung untragbaren Aufwand darstell'. Ein Einhii len der ganzen Verzögerungsleitung in das dämpfen« Material ist unmöglich, da hierdurch auch die HaU₁ schallwelle übermäßig gedämpft wird.

Es ist auch schon versucht worden, den betreffe den Seitenflächen von vornherein eine Form zu gebe;, die eine gerichtete Reflexion verhindert. Hierzu ist bekannt, die Flächen durch Sandstrahlen aufzura hen. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Arbeit aufwand (Philips' Technische Rundschau, Band 1 [1965], S. 89 bis 110).

Es ist auch bekannt, die Oberfläche zu riffeln. Die Art der Oberflächengestaltung erfordert eine kompi zierte und daher kostspielige Gieß- oder Preßform.

Es ist auch schon bekannt, einen akustischen Sump aus einem die Schallwelle stark dämpfenden Material herzustellen, bei dem die eine Oberfläche, die auf de; Wandler aufgesetzt wird, eben, die gegenüberliegende Oberfläche dagegen gewölbt ausgebildet ist, um mehr fache innere Reflexionen der Schallwelle zu erzeuger (USA.-Patentschrift 2 624 852'.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine besondere Gestaltung der Körperoberfläche dafür zu sorgen, daider Anteil an Schallenergie, der auf unerwünschten Wegen vom Eingang zum Ausgang der Verzögerungsleitung gelangt, möglichst klein bleibt. Außerdem sollen die Körper einfach und billig herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Begrenzungsflächen des Festkörpers stufenartig abgesetzt sind, soweit sie weder Wandler tragen, noch das Nutzsignal reflektieren.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß die auf den abgestuften Flächen auftreffendc, gebündelte Schallenergie weitgehend gestreut und damit ihr Einfluß auf den Ausgangswandler verringert wird. Außerdem sind Gieß- und Preßformen mit abgestuften Flächen einfacher herzustellen als solche mit 2. B. geriffelten Oberflächen.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung sowie aus den gezeigten Ausfiihrungsbeispielcn hervor.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Ultraschall-Verzögerungsanordnung mit im wesentlichen rechteckiger Grundfläche, wobei der Ultraschallstrahl einen V-förmigen Weg durchläuft. Solche Verzögerungsanordnungen werden in Farbfernsehempfängern der PAL- oder Secam-Technik bevorzugt eingebaut.

An einem Glasprisma I sind auf der Vorderseite zwei elektromechanischc Wandler 2,3 angebracht. Die aus dem Eingangswandlcr2 senkrecht zur Oberfläche austretende Schallwelle 5 wird an der Rückseite 4 des Prismas 1 reflektiert und erreicht auf direktem Weg dun Ausgangswandler 3. Der ebenfalls aus

dem Eingangswandler 2 austretende, gestreute Wellenanteil 6 — gestrichelt dargestellt— wird nichi nur an der Prismenrückseite 4, sondern auch noch an der Seitenfiäche7 reflektiert und gelangt so wieder zum Ausgangswandler 3, jedoch später als die Hauptwelle 5, da der zurückgelegte Weg langer ist.

Die F i g. 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Ausführungsform der Ultraschall-Verzögerungsanordnung in Drauf- und Vorderansicht. Dabei sind die betreffenden Flächen, die keine Signale reflektieren soll ten, stufenartig abgesetzt, wobei hier nur eine einzig=. Stufe vorgesehen ist. Es hat sich geze.gt, daß bei geschickter Anordnung die Zahl der Stufen auf cn Streuung der sich auf unenvünschten Wege.i ausbreitenden Schallenergie nur einen untergeordneten En fluß hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ultraschall-Verzögerungsanordnung, bestehend aus einem Festkörper, der durch einen elcktromcchanischen Wandler gemäß dem zu verzögernden elektrischen Signal zu Ultraschallschwingungen angeregt wird, die nach Durchlaufen des Körpers von einem zweiten Wandler in elektrische Signale zuri'^Werwandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen des Festkörpers (I) stufenartig abgesetzt sind, soweit sie weder Wandler (2,3) tragen, noch das Nutzsignal (5) reflektieren.

2. Ultraschall-Verzögerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Glas beste it.

3. Ultraschall-Verzögerungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in der Fernsehtechnik, insbesondere in Farbfernsehempfängern der PAL- oder Secam-Technik.