Dissertação
Modelagem de dispositivos de ondas acústicas de superfície com foco em simulação em ambientes de circuitos
Simulation-oriented modelling of surface acoustic wave devices
Registro en:
JESUS, Raphael Cardoso de Oliveira. Modelagem de dispositivos de ondas acústicas de superfície com foco em simulação em ambientes de circuitos. 2021. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
Autor
Jesus, Raphael Cardoso de Oliveira
Institución
Resumen
Surface acoustic wave devices are widely used as high quality factor filters for telecommunications. In recent years they have been investigated as sensors, which creates a need
for application-specific electronic systems that interact with the sensor. To design such
circuits, it is important to understand the peculiarities of the devices, which can be a
barrier for system designers. In this work, we propose and discuss different models that
can be simulated in any project environment, thus facilitating the project of systems that
interact with surface acoustic wave delay lines. In the context of this work, delay lines are
devices in which a signal is delayed by a constant time between piezoelectric transducers
and their models can be divided in two categories: a lumped-element model, based on
frequency dependent impedances implemented by applying the Foster and Mittag-Leffler
theorems, and a distributed-element model, based on transmission lines. These two categories result in models compatible to the real device in terms of frequency response. In
the time domain simulations, however, the important theoretical differences between the
models result in an unstable behavior only in the lumped-element model, such that it is
not suitable for transient simulations. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Dispositivos de ondas acústicas de superfície são largamente utilizados na área de
telecomunicações como filtros com altos fatores de qualidade, sendo usados também como
sensores nos últimos anos, criando a necessidade de sistemas eletrônicos de aplicação
específica para leitura e interface. Para projetar esses circuitos, é necessário entender
as peculiaridades dos dispositivos utilizados, o que pode funcionar como uma barreira
para projetistas. Este trabalho tem como objetivo principal a facilitação do projeto de
sistemas que interagem com dispositivos de ondas acústicas de superfície do tipo linha de
atraso, propondo e discutindo diferentes modelos que podem ser simulados em qualquer
ambiente de projeto. No contexto deste trabalho, as linhas de atraso são dispositivos em
que um sinal é atrasado por um tempo constante entre transdutores piezoelétricos, e seus
modelos podem ser divididos em duas categorias: a baseada em impedâncias concentradas
dependentes da frequência, avaliadas utilizando os teoremas de Foster e Mittag-Leffler,
e a baseada em elementos distribuídos, utilizando linhas de transmissão. Essas duas
categorias apresentam bons resultados no domínio da frequência, sendo compatíveis com
medições de um dispositivo real. Já no domínio do tempo, as diferenças teóricas entre
as categorias se manifestam como uma instabilidade apenas no modelo de impedâncias
concentradas, tornando-o inutilizável em simulações transientes. São Cristóvão