DE2549920C3 - Vorrichtung zur Verarbeitung eines elektrischen Signals unter Verwendung von elastischen Oberflächenwellen - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch Leseeinrichtungen (2, 3; 5, 6; 7, 8), welche derart ausgebildet sind, daß sie zumindest eine elastische oder elektromagnetische Oberflächenwelle anregen, die ein drittes Signal darstellt und die mit den Bereichen in Wechselwirkung tritt, um eine resultierende elastische oder elektromagnetische Oberflächenwelle zu bilden, welche die Faltungs- oder Korrelationsfunktion des durch die Bereiche dargestellten Signals mit dem dritten Signa; darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die dem dritten Signal entsprechende Welle eine elastische Oberflächenwelle ist, deren Kreisfrequenz gleich der Kreisfrequenz ist, die der räumlichen Periode der Bereiche entspricht, wobei die resultierende Welle eine elektromagnetische Oberflächenwelle ist, die mittels der Einrichtungen (2,3) zum Anregen einer elektromagnetischen Welle gewonnen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die dem dritten Signal entsprechende Welle eine elektromagnetische Oberflächenwelle ist, deren Kreisfrequenz gleich der Kreisfrequenz ist, die der räumlichen Periode der Bereiche entspricht, wobei die resultierende Welle eine elastische Oberflächenwelle ist, die entweder mittels des Anfangssignalsendewandlers (5, 6) oder mittels der Einrichtungen (2, 3) zum Anregen einer elektromagnetischen Welle gewonnen wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Signale dieselbe Kreisfrequenz wie das Anfangssignal haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Signal impulsförmigist.

6. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtungen (5, 6; 7, 8) zwei elastische Oberflächenwelle!! anregen, deren Kreisfrequenzen von der des Anfangssignals und des zweiten Signals verschieden sind, wobei die resultierende Oberflächenwelle eine von den sie bildenden Wellen verschiedenen Kreisfrequenz und eine Amplitude hat, welche das Integral über der Wechselwirkungszone des Produkts der Amplituden des durch die Bereiche dargestellten Signals und der durch die Leseeinrichtungen ausgesandten beiden

Signale darstellt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Signale konjugiert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal ein linear frequenzmoduliertes Signal ist und daß das durch die Bereiche dargestellte Signal die Fourier-Transformierte des Anfangssignals ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anregen einer elektromagnetischen Oberflächenwelle eine erste Elektrode (3), die in der Nähe der Oberfläche oder auf der Oberfläche des Substrats (1) ohne Berührung mit dem Wandler (5; 6) angebracht ist, und eine zweite Elektrode (2) enthalten, die auf einer Seite des Substrats (1) gegenüber der ersten Elektrode (3) angeordnet ist, wobei an diese Elektroden (2,3) das zweite Signal angelegt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anregen einer elektromagnetischen Oberflächenwelle zwei interdigital angeordnete metallische Kämme (20,30) enthalten, die auf die Oberfläche des Substrats (1) aufgebracht sind und zwischen denen die elektromagnetische Oberflächenwelle durch Anlegen des zweiten Signals erzeugt wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zur Verarbeitung eines elektrischen Signals unter Verwendung von elastischen Oberflächenwellen.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen die Wechselwirkungen zwischen elastischen Wellen, d. ii. zwischen Druck- oder Scherschwingungsbewegungen unterschiedlicher Frequenzen zum Zwecke der Amplituden- und Frequenzanalyse von Bildern ohne Speichereffekt oder ferner Wechselwirkungen zwischen elastischen Wellen und elektromagnetischen Wellen zur Speicherung ausgenutzt werden. Als Beispiele können genannt werden:

- Vorrichtungen, bei welchen eine Reihe von Elementarzellen benutzt wird, die jeweils aus einem Kondensator und aus einer Festkörperdiode bestehen, welche in Reihe angeordnet sind und wobei der Isolator des Kondensators mit Piezoelektrizität ausgestattet ist; diese Vorrichtungen bilden beispielsweise den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 24 59 671.2;
Vorrichtungen, in welchen die Verteilung des der Herkunft nach piezoelektrischen Potentials gespeichert wird, welches während der nicntlinearen Wechselwirkung zwischen elastischer Welle und elektromagnetischer Welle erscheint, wobei diese Speicherung entweder in dem piezoelektrischen Material selbst oder in zusätzlichen Schichten erfolgt, wie es beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 25 49 848.0-53 vorgeschlagen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art· so auszubilden, daß sie verschiedene Verarbeitungen von ihr zugefUhrten elektrischen Signalen entsprechend deren Art, Dauer und Form gestattet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht die Verarbeitung von elektrischen Signalen durch Korreiation oder Faltung. Diese Verarbeitung erfolgt mittels einer entsprechend einem beliebigen bekannten Verfahren ausgeführten vorhergehenden Speicherung eines Zwischensignals, das sich aus der nichtlinearen Wechselwirkung zwischen einem in eine elastische Oberflä- ι ο chenwelle umgewandelten Anfangssignal und einer elektromagnetischen oder elastischen Oberflächenwellelle ergibt Ein Ausgangssignal wird erzielt, indem eine zweite nichtlineare Wechselwirkung zwischen dem gespeicherten Zwischensignal und einer elektromagnetischen oder einer elastischen Oberflächenwelle erfolgt

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsfonn der Vorrichtung nach der Erfindung, die

Fig.2, 3 und 5 Kurven, welche die Form von der Vorrichtung nach der Erfindung zugeführten elektrischen Signalen zeigen,

Fig.4 eine Ausführungsform der Funktion der Speicherung von Informationen darstellenden »Bereichen«,

Fig.6 schematisch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, und

F i g. 7 schematisch noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung von F i g. 1.

In diesen verschiedenen Figuren beziehen sich einerseits gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile und andererseits sind zur besseren Übersichtlichkeit der Zeichnungen die Vorrichtung und die Signale in einem willkürlichen und insgesamt vergrößerten Maßstab dargestellt worden.

In F i g. 1 sind dargestellt:

— ein piezoelektrisches Substrat 1, beispielsweise in Form eines Plättchens, das beispielsweise aus üthiumniobat LJNbO3 besteht und an dessen Oberfläche sich elastische Wellen ausbreiten können;

— zwei elektromechanische Wandler 5 und 6, beispielsweise des Typs mit interdigital angeordneten Kämmen, die auf das Substrat 1 an den äußeren Enden des Plättchens aufgebracht sind und sich an der Oberfläche des Substrats ausbreitende elastische Wellen aussenden oder empfangen;

— Signalspeichereinrichtungen, die in F i g. 1 symbo lisch durch eine Schicht 4 dargestellt sind, die auf das Substrat 1 zwischen den Wandlern S und 6 aufgebracht ist und eine doppelte Funktion hat: einerseits dient sie zur Isolierung und andererseits zum Festhalten der »Bereiche«, und von denen eine Ausführungsform weiter unten angegeben ist;

— Einrichtungen zum Aussenden und Empfangen einer elektromagnetischen Welle, die aus zwei Elektroden 2,3 bestehen, von denen die Elektrode 2 auf der von den Wandlern abgewandten Seite des Substrats 1 und die Elektrode 3 auf der Schicht 4 angeordnet ist

Bezüglich der Betriebsweise der Vorrichtung unterscheidet man eine Phase der Speicherung (d h. des Einschreiben) und eine Phase des Ablesens der Signale.

Die Speicherung erfolgt in dieser Struktur und als nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiel gemäß

55 den Darlegungen in der oben genannten deutschen Patentanmeldung P 25 49 848.0-53. Es wird während dieser Speicherungsphase einer der auf dem Substrat 1 angeordneten Wandler, beispielsweise der Wandler 5, durch ein elektrisches Signal erregt und liefert eine elastische Oberflächenwelle folgender Form:

S = Au - j · cos (f»£ - kx),

wobei A die Amplitude des Signals, ω seine Kreisfrequenz, Ar seine Wellenzahl, ν die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen an der Oberfläche des Substrats 1 und Ox die Ausbreitungsrichtung dieser Wellen ist und wobei der Ursprung ο in der Mitte der Wechselwirkungszone angenommen wird, die eine Länge L hat Ein Beispiel für ein solches Signal ist in F i g. 2 angegeben.

Nachdem das gesamte Signal 5 in eine elastische Oberflächenwelle umgewandelt ν,-.-rden ist, wird ein Impuls T, der eine gegenüber der Dau..r des Signals 5 kurze Dauer und dieselbe Kreisfrequenz ω hat und in F i g. 3 dargestellt ist, an die Elektroden 2 und 3 angelegt

Dieser Impuls erzeugt auf der gesamten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 2, die unter der Elektrode 3 liegt, eine elektromagnetische Oberflächenwelle folgender Form:

T = B(I) · cos („t,

die in nichtlinearer Weise mit dem Feld in Wechselwirkung tritt, das sich durch piezoelektrischen Effekt aus dem Raster von mechanischen Spannungen aufgrund der elastischen Oberflächenwelle Sergibt. Das Ergebnis dieser Augenblickswechselwirkung in einem Punkt χ ist proportional zu:

AU- -λ ■ BU) ■ cos \_„,t ± („.t - kx)'].

Diese Wechselwirkung induziert im Prinzip elastische Oberflächenwellen, die durch die Wertepaare (Kreisfrequenz, Wellenvektor) gekennzeichnet sind, welche sich aus der Summe und der Differenz der Wertepaare ergeben, die die in Wechselwirkung tretenden Wellen kennzeichnen. Man betrachtet hier jedoch pur den Ausdruck des Phasengliedes, das der Differenz entspricht: das ist nämlich das einzige Glied, das sich zur Speicherung eignet, da es während der Dauer der Wechselwirkung von der Zeit t unabhängig und allein eine Funktion der Abszisse χ ist.

Da die elektromagnetische Oberflächenwelle T im vorliegenden Fall nicht notwendigerweise von kurzer Dauer ist, ist die Wechselwirkung zwischen den beiden Weilen Sund Tnicht ganz kurz und, wenn das Substrat 1 mit einer derartigen Zeitkonstante anspricht, daß eine Integration der Augenblickswechselwirkungen erfolgt erhält man in einem Abszissenpunkt χ das Ergebnis des folgenden Integrals:

60 ft (A) =

· df

cos kx

wobei (-) die Gesamtwechselwirkungszeit ist, oder:

-V cos/ix

wobei Cdie Korrelationsfunktion der Signale Sund und λ ein Proportionalitätsfaktor ist.

Zur Vereinfachung des Schreibens wird dieser Faktor im folgenden gleich Eins gesetzt.

Es ist somit am Ende der nichtlinearen Wechselwirkung in einem Abszissenpunkt χ ein Potentialzustand vorhanden, der zu dem Wert der Korrelationsfunktion proportional ist. In der gesamten Wechselwirkungszone erhält man die Werte der Korrelationsfunktionen, die zwischen

liegen und durch den Faktor cos kx räumlich moduliert sind.

Dieser Potentialzustand, der die Korrelationsfunktion Cdarstellt, wird auf dem Substrat f durch die Schicht 4 gespeichert, von der oben gesagt worden ist, daß sie symbolisch alle bekannten Einrichtungen zum Fixirrrn des Oberflächenpotentialzustands des Substrats 1 darstellt. Diese Einrichtungen sind beispielsweise in den oben genannten deutschen Patentanmeldungen angegeben und können aus der Modifizierung entweder der Oberflächenladung oder der Anzahl von eingefangenen Elektronen eines homogenen Halbleiters oder der gespeicherten Ladungen in pn-Übergängen und zugeordneten Kondensatoren bestehen. Die Schicht 4 ist in Wirklichkeit entweder in das Substrat 1 integriert oder besteht aus zusätzlichen Schichten, die im allgemeinen von dem Substrat 1 durch eine dünne Luftschicht getrennt sind.

Als Beispiel zeigt F i g. 4 eine Ausführungsform der Schicht 4 zum Festhalten der Bereiche, welche die Information darstellen.

F i g. 4 zeigt wieder das Substrat 1, welches durch die Elektroden 2 und 3 bedeckt ist. wobei die Elektrode 3 von dem Substrat durch eine dünne Luftschicht 40 und eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 4 bezeichnete Anordnung von Schichten getrennt ist.

Das Substrat 1 besteht aus einem piezoelektrischen Material, wie beispielsweise Lithiumniobat LiNbOj oder Blei-Zirkonat-Titanat PZT. Der Zwischenraum 40 hat die Aufgabe, die Schichten 4 von dem Substrat 1 zu trennen, damit sich die elastischen Wellen an der Oberfläche des Substrats frei ausbreiten können.

Die Schichtanordnung 4 bestellt nacheinander und nach außen hin aus: einer Siliciumoxidschicht 41; einer Schicht 42 aus Silicium oder aus einem amorphen Halbleiter; einer metallischen Elektrode 43, die über einen Anschluß 45 mit einem Vorspannungspotentia! (nicht dargestellt) vprbunden ist; und einer Isolierschicht 44.

Zum Speichern der Bereiche wird, wenn die Siliciumschicht 42 N-Ieitend ist. die Elektrode 43 auf ein positives Potential gebracht; es wird dann eine Verarmung an Majoritätsladungsträgern in der Siliciumschicht 42 erzeugt. Es existiert eine gewisse Schwellenpotentialdifferenz zwischen den beiden Seiten des Dielektrikums 41, oberhalb welcher Minoritätsladungsträger (in diesem Beispiel positive Viinoritätsladungsträger) in der Siliciumschicht 42 sich an der Grenzfläche 41—42 ansammeln. Diese Erscheinung wird zum Speichern der Bereiche ausgenutzt, indem die Elektrode 43 derart (positiv) vorgespannt wird, daß, wenn die Oberfläche des Substrats 1 auf einem gleichmäßigen Potential ist, sie gerade unter das Schwellenpotentiai gebracht wird. Wenn die Verteilung des Potentials an der Oberfläche des Substrats 1 ein positives Gebiet darstellt, bleibt die Potentialdifferenz zwischen den beiden Seiten der Schicht 41 unterhalb de: Schwellenwertes und es erfolgt keine Besetzungsände rung der Ladungsträger. Dagegen wird angesichts eine« negativen Gebietes die PotentiaJdifferenz zwischen der beiden Seiten der Schicht 41 größer als der Schwellen wert und es findet eine Ansammlung von (positiven] Minoritätsladungsträgern an der Grenzfläche 41-42 statt die das (negative) Potential des betreffender Gebietes und, allgemeiner, die Verteilung des Potential; ίο an der Oberfläche des Substrats 1 fixiert, das auf diese Weise nach der Beendigung der nichtlinearen Wechselwirkung, von der sie erzeugt worden ist, fortbesteht.

Entsprechend einer Abwandlung der Vorrichtung wobei immer noch die Speicherungsphase betrachtei wird, kann zur selben Zeit wie der Wandler 5 durch da? Signal S der Wandler 6 durch ein Signal U erregl werden, welches dann eine elastische Oberflächenwelle fnlcrpnripr Form erzeugt:

U = Dft+ *YcOS(m/ f kx).

Das gespeicherte Signal wird dann sein:

■ cos 2 kx ,

ι ο

das heißt die Korrelation
C

der beiden Signale 5 und U, die zwar noch immer durch den Faktor cos 2 kx räumlich moduliert aber um einen Faktor 2 in bezug auf den vorhergehenden Fall η komprimiert sind.

In den beiden Fällen werden somit erzielt:

— die Korrelation von zwei Signalen, beispielsweise von einem bekannten Signal (Toder U) mit einem unbekannten Signal S; ⁴" — die Speicherung nicht allein des Anfangssignals 5

beispielsweise die Fourier-Transformierte des Anfangssignals 5 sein kann, wenn das Signal Tein linear frequenzmoduliertes Signal ist wie etwa das in F i g. 5 dargestellte Signal: es handelt sich um ein Signal, dessen Frequenz linear von einem Minimum f_m in einem Zeitpunkt 4> bis zu einem Maximum fa in einem Zeitpunkt fi ansteigt wobei die Amplitude durch das Signal B moduliert ist

Für die Lesephase wird entweder eine elastische oder eine elektromagnetische Oberflächenwelle angeregt die mit dem gespeicherten Signal Q in Wechselwirkung tritt um eine andere elektromagnetische oder elastische

ί 5 Oberflächenwelle zu bilden, die gelesen werden kann.

Gemäß einer ersten Variante wird mit Hilfe eines der Wandler 5 oder 6 eine elastische Oberflächenwelle erzeugt welche dieselbe Kreisfrequenz hat wie die, die der räumlichen Modulation des gespeicherten Signals

bo entspricht Wenn das gespeicherte Signal das Signal Q ist hat die für das Lesen benutzte elastische Oberflächenwelle folgende Form:

-K)

1 · cos {mt ± kx)

und, je nach dem, ob das Signal dem Wandler 6 oder 5 zugeführt wird, erhält man das Vorzeichen Plus bzw. da« Vorzeichen Minus.

Die nichtlineare Wechselwirkung der Signale /ι und h ergibt folgendes Signal L\:

L₂ =

COS 2 rnt

i^;i?«m für das Phasenglied dasjenige beibehalten wird, das, entsprechend dem Wandler zur Aussendung des Signals /, entweder der Differenz oder der Summe entspricht.

Das Signal /_.. das an den Klemmen der F.lektroclen 2 und 3 verfügbar ist, stellt — moduliert durch das Glied cos(/)f — entweder eine Korrelation oder eine Faltung der Signale C und R dar, gemäß dem Vorzeichen des Signals R.

Wenn das gespeicherte Signal das Signal

ist. hat die für das Lesen benutzte elastische Oberflächenwelle folgende Form:

• cos (2 ο/ i 2Aa) .

Die nichtlineare Wechselwirkung der Signale J₂ und C: ergibt das folgende Signal L₂:

L₁

A" "Y"

■ COS eif

das dem Signal L\ analog ist, bis auf die Kompression um einen Faktor 2.

Gemäß einer zweiten Variante erzeugt man mittels der Elektroden 2 und 3 eine elektromagnetische Oberflächenwelle, welche die Kreisfrequenz hat, die der räumlichen Modulation des gespeicherten Signals Q entspricht. Man hat somit in analoger Weise eine elektromagnetische Oberflächenwelle ATi für das Lesen. Wenn das gespeicherte Signal das Signal

O, =c(^X\- cos Av
V ϊ J

ist. gilt:

K\ = P(t) ■ coswf.

Die Wechselwirkung dieser Signale ergibt ein Signal M\ in cos (ml ± kx), das an einem der Wandler 5 oder 6 verfügbar ist.

Wenn das gespeicherte Signal das Signal

Qi =

ist, erzeugt man für das Lesen eine elektromagnetische Oberflächenwelle

K₂ = P(t) ■ cos2ü)f,

deren nichtlineare Wechselwirkung mit dem Signal Q₂ ein Signal M₂ in

cos (2 eof ± 2kx)

ergibt, das an einem der Wandler 6 oder 5 verfügbar und dem Signal M\ analog ist, bis auf den Kompressionsfaktor.

Es ist zu bemerken, daß bei diesen beiden Varianten die für ein gegebenes gespeichertes Signal Q erhaltenen Signale L oder Midentisch sind.

An den für das Ausgangssignal erhaltenen Ausdrükken sieht man, daß die Vorrichtung verschiedene

Verarbeitungen entsprechend der Art, der Dauer und der Form der Signale 5, Γ oder U, und /erlaubt, die ihr zugeführt werden.

Insbesondere, wenn das Signal /ι (t) das konjugierte Signal des Signals 7"(± /,list, das heißt, wenn das Signal T die Impulsantwort des dem Signal /i angepaßten Filters ist, so daß geschrieben werden kann

erreicht man die Wiederherstellung des Signals .9, und zwar mit einem guten Wirkungsgrad, denn bei der Verarbeitung wird eine Integration auf der gesamten Wechsclwirkiingszone ausgeführt. In dem zweiten Fall, wenn J₂ (t)das konjugierte Signal des zeitlich um einen Faktor Zwei komprimierten Signals i/ist, das heißt

J₁(O= U(±2 0

ι_-·ι, _ _t _ _i„_„_IU — — n —-j:~ ._ _ J:_ Mf 1..

iinait man until ut-iist-itn,ii ut.uiii^uiigt.11 uit. TTii.ut_iherstellung des Signals S. Die Signale /, Tund t/können beispielsweise linear frequenzmodulierte Impulse sein.

Bei einer dritten Variante der Lesephase erzeugt man zwei Oberflächenwellen (elastische oder elektromagnetische), deren Kreisfrequenzen von der verschieden sind, die der räumlichen Modulation des gespeicherten Signals Q entspricht, was die Gewinnung eines Ausgangssignals erlaubt, dessen Trägerfrequenz von der der zum Schreiben benutzten Signale verschieden ist. Zu diesem Zweck benutzt man die in Fig. 6 dargestellte Struktur, die sich von der von F i g. 1 nur durch die Hinzufügung von zwei elektromechanischen Wandlern 7 und 8 an den äußeren Enden des Substrats I neben den Wandlern 5 bzw. 6 unterscheidet. Diese Wandler 7 und 8 haben somit eine Teilung, die von der der Wandler 5 und 6 verschieden ist.

Beispielsweise werden zwei elastische Oberflächenwellen für das Lesen entweder von den Wandlern 5 und 6 oder in derselben Richtung von den Wandlern 7 und 5 ausgesandt.

Sie haben folgende Form:

N₁ = D, (t - ^Λ V cos |e„ / - Α·, χ)

N₂ = D₂(t± ^X Y cosie^f ±A-₂A).

Wenn die Kreisfrequenzen wi und ω₂ die Gleichheit der Wellenzahlen erfüllen, das heißt:

A-i ± Ar₂ = ± k oder ± 2 Ar,

so liefert die Wechselwirkung ein Signal folgender Form:

■ COS((«

das an den Elektroden 2 und 3 abgenommen werden kann. Entsprechend der Art, der Dauer und der Form der Signale Ni und N₂ erreicht man verschiedene Verarbeitungen. Insbesondere, wenn die Amplitude D\ konstant ist und wenn die Amplitude D₂ ein kurzer Rechteckimpuls ist, so hat das Ausgangssignal als Amplitude die Korrelationsfunktion

Wenn die beiden Signale Ni und N₂ konstante Amplituden D\ und D₂ haben, erhält man folgendes

Ausgangssignal

zur Folge, der durch

d.v.

Schließlich, wenn die Amplitude Di konstant und die Amplitude Eh die konjugierte Amplitude der Amplitude ßdes Schreibsignals Γ ist, erhält man an dem Ausgang die Wiederherstellung der Amplitude A des Anfangssignals 5. ίο

Fig. 7 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Elektroden 2 und 3 von Fig. I, die beispielsweise eine Änderung der Frequenz zwischen dem Eingangssignal .S'und dem Ausgangssignal oder einen Filiervorgangmöglichmacht, r,

F i g. 7 zeigt wieder das Substrat I und die Wandler 5 und 6 an den Enden des Substrats. Die Funktion der Elektroden 2 und 3 von F i g. 1 wird hier durch zwei Kämme 2ö und 3ö realisiert, die interdigital angeordnet sind, eine Teilung ρ haben und in der Mitte des Substrats >n t parallel zu den Wandlern 5 und 6 angeordnet sind, wobei die Kämme 20 und 30 mit dem Generator 9 verbunden sind. Die Kämme 20 und 30 können bei dieser Ausführungsform direkt auf dem Substrat I angeordnet sein. >-,

Wie zuvor, sorgt man für die Wechselwirkung der beispielsweise von dem Wandler 5 ausgesandten und das Signal ^darstellenden elastischen Oberflächenwelle (ω, k) mit der elektromagnetischen Oberflächenwelle, die das an die Kämme 20 und 30 angelegte Signal T m darstellt und durch eine Wellenzahl gekennzeichnet ist, die gegenüber k nicht mehr vernachlässigbar ist.

sondern gleich "^ ist, wobei ρ die Teilung der Kämme 20

und 30 bezeichnet. Die Wechselwirkung hat die η Erzeugung eines zeitunabhängigen Potentialbereiches

gekennzeichnet ist und den man auf dem Substrat speichert,

Man sorgt für eine zweite Wechselwirkung zwischen diesem Bereich und einer elastischen Oberflächenwelle (ίοι, k\) der Kreisfrequenz ωι und der Wellenzahl Ατι. wobei

gill und wobei ν die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Wellen an der Oberfläche des Substrats ist. Diese zweite Wechselwirkung hat die Erzeugung einer elastischen Oberflächenwelle der Form

zur Folge, die nur dann fortschreitend ist, wenn für die Wellenzahl

K = k_t Ik t ²"⁷ gilt: K = '"' .
P >'

in welchem Fall man an einem der Wandler ein Signal erhält, dessen Kreisfrequenz modifiziert und gleich der Kreisfrequenz W₁ der elastischen Lesewelle geworden ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann insbesondere bei der Herstellung von Rechnern verwendet werden, in denen die Operationen durch Verarbeitung von elastischen Oberflächenwellen ausgeführt werden.

llicr/u 3 IShilt Zeichniiimen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verarbeitung eines elektrischen Signals (Anfangssignals) unter Verwendung von elastischen Oberflächenwellen, bestehend aus:

— einem piezoelektrischen Substrat;

— zumindest einem elektromechanischen Wandler, der das Anfangssignal empfängt und längs des Substrats sich ausbreitende elastische Oberflächen wellen aussendet;

— Einrichtungen zum Anregen elastischer oder elektromagnetischer Oberflächenwellen, die ein zweites Signal darstellen und die mit den erstgenannten elastischen Oberflächenwellen in Wechselwirkung treten, um räumlich unterschiedliche und periodische Bereiche zu bilden, weiche die Korrelationsfunktion des Anfongssignak jnd des zweiten Signals darstellen;

— Einrichtungen zum Festhalten der Bereiche: