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声表面波(SAW)中陀螺效应的理论研究 被引量:4
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作者 陈明 邢珺 范正翥 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1995年第1期46-54,共9页
本文从定性、定量分析哥氏惯性力对声表面波传播特性的影响,详细推导了声表面波传播速度的改变量与各向同性传播介质旋转角速度的关系.并与光学中的法拉第(Faraday)效应相比,进一步说明了SAW陀螺效应的产生原因。
关键词 表面波(saw) 陀螺效应 哥氏力 波动方程 法拉第效应 传播速度 弹性系数 瑞利波 表面波振荡器 离心力
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石英晶体上的声表面波陀螺效应 被引量:2
2
作者 陈智军 李良儿 +2 位作者 施文康 吉小军 韩韬 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第5期506-508,511,共4页
声表面波(SAW)传感器作为一种新型传感器具有许多突出的优点,其中以测量角速度为目的的SAW陀螺是其潜在应用之一。但目前对SAW陀螺的研究局限于试验研究和简单的理论分析。基于以上研究背景,以附加陀螺效应的各向异性压电介质波动方程... 声表面波(SAW)传感器作为一种新型传感器具有许多突出的优点,其中以测量角速度为目的的SAW陀螺是其潜在应用之一。但目前对SAW陀螺的研究局限于试验研究和简单的理论分析。基于以上研究背景,以附加陀螺效应的各向异性压电介质波动方程为基础,定量分析了X切、Y切、Z切石英的SAW陀螺效应,确定了石英晶体X切(90°,90°,130°)、Y切(0°,90°,45°)、Z切(0°,0°,25°)等敏感切向,为SAW陀螺的进一步研究提供了理论指导。 展开更多
关键词 表面波传感器 陀螺效应 敏感切向
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含陀螺效应的声表面波波动方程的求解 被引量:2
3
作者 李良儿 施文康 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期565-569,共5页
含陀螺效应的声表面波(SAW)波动方程的求解是分析旋转压电基体SAW传播特性和设计SAW角速度传感器的理论基础。以旋转条件下压电基体声表面波方程的建立和求解为研究内容,推导了含陀螺效应的Christoffel方程的一般表达式,提出了在求解中... 含陀螺效应的声表面波(SAW)波动方程的求解是分析旋转压电基体SAW传播特性和设计SAW角速度传感器的理论基础。以旋转条件下压电基体声表面波方程的建立和求解为研究内容,推导了含陀螺效应的Christoffel方程的一般表达式,提出了在求解中必须注意对解耦波的判别及进行相应的处理,设计了计算机数值求解的软件,并给出了流程。以新型压电材料硅酸镓镧作为求解的实例,验证了算法的可行性。理论与算法可为与陀螺效应有关的SAW器件的设计提供参考。 展开更多
关键词 表面波 陀螺效应 求解波动方程 解耦 表面波(saw) 数值求解 波动方程 角速度传感器 压电材料 旋转条件
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弹性板结构的声表面波陀螺研究 被引量:1
4
作者 吴荣兴 李晓东 +2 位作者 于兰珍 郑东 王海林 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第10期18-20,24,共4页
建立了考虑陀螺效应的声表面波在各向同性弹性板中的传播方程。通过数值计算,绘制了绕不同坐标轴旋转时陀螺效应对声表面波波速和波形影响的关系曲线图。计算结果表明:绕声表面波传播方向旋转时的陀螺效应对波速影响较为明显,同时陀螺... 建立了考虑陀螺效应的声表面波在各向同性弹性板中的传播方程。通过数值计算,绘制了绕不同坐标轴旋转时陀螺效应对声表面波波速和波形影响的关系曲线图。计算结果表明:绕声表面波传播方向旋转时的陀螺效应对波速影响较为明显,同时陀螺效应并没有破坏各向同性弹性板中声表面波位移的对称和反对称模态。在实际声表面波陀螺效应传感器设计中,应将传感器设计在合理方位。建立的分析模型更接近于真实的声表面波陀螺效应传感器,为器件精确设计和分析提供了理论指导。 展开更多
关键词 陀螺 表面波 各向同性 弹性板 波速
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微机械叉指换能器声表面波陀螺 被引量:8
5
作者 马晋毅 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期442-444,共3页
回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史,总结了声表面波陀螺设计思想的变迁,重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS-IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构,具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点... 回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史,总结了声表面波陀螺设计思想的变迁,重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS-IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构,具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点。由于没有普通微机械陀螺的悬浮机构,抗冲击及振动的能力较普通微机械陀螺显著提高。同时,提出了一些迫待解决的问题。 展开更多
关键词 微机械-叉指换能器(MEMS—IDT) 表面波(saw) 陀螺
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声表面波陀螺仪研究进展 被引量:2
6
作者 王文 邵秀婷 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第9期1476-1483,共8页
高精度的惯性导航系统是水下航行器顺利完成水下作业的关键之一,陀螺仪作为一种重要的惯性敏感元件,是构成惯性导航系统的基础核心器件。基于声表面波陀螺效应的新型陀螺仪具有优良的抗振能力、良好的可靠性与稳定性等特点而引起人们的... 高精度的惯性导航系统是水下航行器顺利完成水下作业的关键之一,陀螺仪作为一种重要的惯性敏感元件,是构成惯性导航系统的基础核心器件。基于声表面波陀螺效应的新型陀螺仪具有优良的抗振能力、良好的可靠性与稳定性等特点而引起人们的浓厚兴趣,在大冲击等恶劣环境具有良好的应用前景。本文对声表面波陀螺仪的研究进展进行回顾,特别介绍了一种设置金属点阵的陀螺效应增强模式SAW陀螺仪。该结构由在同一压电晶体上反向设置的两个SAW传感器件构成,在其叉指换能器中间分布有金属点阵。结合层状介质中声波传输特性的研究方法对压电晶体及金属点阵参数对传感器响应特性的影响进行建模分析,设计并实验研制了工作频率为30MHz、80MHz及95MHz的SAW陀螺仪。实验结果表明,该结构陀螺仪实现了良好的温度补偿特性,并通过在SAW传播路径上合理设置的金属点阵,大幅提升了传感器的检测灵敏度。 展开更多
关键词 表面波陀螺 表面波陀螺效应 惯性导航 哥氏力
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具有片上电感的改进型梯形声表面波滤波器
7
作者 杨茂坤 帅垚 +3 位作者 魏子杰 吴传贵 罗文博 张万里 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期439-442,共4页
针对小体积声表面波(SAW)滤波器性能受封装影响较大的问题,提出了一种新型SAW梯形滤波器电路拓扑结构。通过分析滤波器高频受封装影响造成的远端抑制上翘的现象,从电路结构出发,改变版图设计,实现了片上电感。采用传统梯形滤波器结构和... 针对小体积声表面波(SAW)滤波器性能受封装影响较大的问题,提出了一种新型SAW梯形滤波器电路拓扑结构。通过分析滤波器高频受封装影响造成的远端抑制上翘的现象,从电路结构出发,改变版图设计,实现了片上电感。采用传统梯形滤波器结构和利用纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS)特殊接地结构相结合的电路拓扑结构,有助于提高带外抑制和设计灵活性。在标准的42°Y-X钽酸锂(LiTaO_(3))基板上制作滤波器,通过仿真分析得到中心频率2580 MHz、带宽50 MHz、插入损耗小于2.5 dB的高阶梯形射频SAW滤波器的最优拓扑结构。测试结果表明,通过改变电路拓扑结构关键参数和引入新的传输零点,可改善在高频段内的带外抑制特性。 展开更多
关键词 封装 表面波(saw)滤波器 片上电感 DMS结构 传输零点 带外抑制
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声表面波滤波器温度敏感性仿真研究
8
作者 王吉芳 郑露 +7 位作者 陈平静 潘虹芝 杜雪松 董加和 陆川 陈正林 吴浩东 马晋毅 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期310-314,共5页
针对不同温度场情况下任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的温度敏感性精确计算问题,首先将温度场以热应力、热应变的方式耦合声/电本征方程并考虑封装模型的电磁因素,再结合分层级联算法和全波仿真技术,计算任意复... 针对不同温度场情况下任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的温度敏感性精确计算问题,首先将温度场以热应力、热应变的方式耦合声/电本征方程并考虑封装模型的电磁因素,再结合分层级联算法和全波仿真技术,计算任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW滤波器的温度敏感性,实现不同温度作用下SAW滤波器频率响应曲线、频率温度系数(TCF)值、损耗、带宽及带外抑制等性能的综合分析。通过41°Y-X LiNbO_(3)/SiO_(2)/Si_poly/Si(111)复合衬底SAW滤波器的优化设计与研制,其设计优化结果与实验结果吻合较好,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 温度敏感性 表面波(saw)滤波器 分层级联 全波仿真
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浮动零点及其在声表面波(SAW)传感器中的应用
9
作者 陈明 李岁劳 范东远 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1994年第3期49-53,共5页
温度是影响传感器精度的重要因素。本文介绍一种新的温度误差校正方法,即浮动零点法。该方法以差动原理和浮动座标为基础,是实现温度校正较为理想的方法。
关键词 表面波(saw) 浮动零点法 表面波器件 压力传感器 表面波传感器 差动原理 温度传感器 共模干扰 被测量 差频
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声表面波陀螺及在惯性导航系统中的应用
10
作者 江城 杨军锋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S4期336-338,342,共4页
介绍了 SAW 陀螺的基本原理以及输出电压公式,研究了 SAW 惯性导航系统的基本原理框架,并给出单自由度 SAW 陀螺的具体配置方案。应用联合卡尔曼滤波及数据融合来处理 SAW 测量的角速度,提高系统的测量精度,同时应用六陀螺多余度配置方... 介绍了 SAW 陀螺的基本原理以及输出电压公式,研究了 SAW 惯性导航系统的基本原理框架,并给出单自由度 SAW 陀螺的具体配置方案。应用联合卡尔曼滤波及数据融合来处理 SAW 测量的角速度,提高系统的测量精度,同时应用六陀螺多余度配置方案,提高系统的可靠性及精度。 展开更多
关键词 表面波 表面波陀螺 叉指换能器 惯性导航系统 配置方案
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新型驻波模式的声表面波MEMS-IDT陀螺仪
11
作者 王文 何世堂 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第B11期299-301,305,共4页
文中提出了一种新型基于驻波模式的声表面波(SAW)MEMS-IDT陀螺仪,包括一个谐振腔内驻波反节点位置分布金属点阵的两端SAW谐振器和一组平行于谐振器设置的双延迟线型SAW振荡器。SAW谐振器形成稳定的驻波,由于旋转利用分布的金属点阵产生C... 文中提出了一种新型基于驻波模式的声表面波(SAW)MEMS-IDT陀螺仪,包括一个谐振腔内驻波反节点位置分布金属点阵的两端SAW谐振器和一组平行于谐振器设置的双延迟线型SAW振荡器。SAW谐振器形成稳定的驻波,由于旋转利用分布的金属点阵产生Coriolis力并激发垂直于旋转方向的二次SAW,并与SAW延迟线上传播的SAW产生相干效应,以此改变声波速度,从而导致延迟线型振荡器的频率输出发生变化。双延迟线振荡器结构有效地降低由于外围温度等干扰的影响。单相单向换能器(SPUDT)以及梳状换能器结构用于构建SAW延迟线,以改善振荡器的频率稳定性。所研制的用于构建陀螺仪的80 MHz两端谐振器以及延迟线器件的测试结果表现出低损耗等特点。利用旋转台对所研制的SAW陀螺仪进行性能评价,在0~1 000 deg/s范围内表现出良好的灵敏度(119 Hz/(deg·s))以及线性度性能。 展开更多
关键词 表面波陀螺 两端谐振器 延迟线型振荡器 CORIOLIS力 COM
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声表面波气体传感器研究进展
12
作者 崔柏乐 杨启明 王文 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期827-839,共13页
声表面波(SAW)气体传感器以其独特的微纳声学传感结构和力-声-电多物理场耦合传感机制,表现出高灵敏度、快速响应、宽量程及微型轻质等特点,逐渐成为广受人们关注的新兴气体传感技术之一。该文从SAW传播及传感理论出发,详细介绍敏感膜... 声表面波(SAW)气体传感器以其独特的微纳声学传感结构和力-声-电多物理场耦合传感机制,表现出高灵敏度、快速响应、宽量程及微型轻质等特点,逐渐成为广受人们关注的新兴气体传感技术之一。该文从SAW传播及传感理论出发,详细介绍敏感膜式与非敏感膜式SAW气体传感效应及机制、传感器件设计与制备、传感信号采集与处理等相关研究进展,探讨了SAW气体传感器在新能源、航空航天、国防、工业控制及智能制造等众多领域的潜在应用,最后对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 表面波 气体传感 传感机理及效应 saw传感器件 saw气体传感应用
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高接收灵敏度无线声表面波传感器阅读系统研究
13
作者 黄鸿辉 曹俊豪 +3 位作者 童阿健 何天宜 龚智融 罗为 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期854-859,共6页
目前国内外对声表面波(SAW)传感器阅读系统的研究主要集中于传感器的性能指标,对阅读器无线传输系统的研究相对较少。阅读器的性能因受到隔离度、时序控制等因素影响,导致其性能无法完全发挥,这严重制约了系统的远距离读取能力。因此,... 目前国内外对声表面波(SAW)传感器阅读系统的研究主要集中于传感器的性能指标,对阅读器无线传输系统的研究相对较少。阅读器的性能因受到隔离度、时序控制等因素影响,导致其性能无法完全发挥,这严重制约了系统的远距离读取能力。因此,通过对影响SAW无线传输系统性能的相关因素进行深入研究,同时对SAW特有的指数衰减式回波信号与系统噪声进行分析与处理,进一步提高了回波信号的信噪比,实现了一种具有高接收灵敏度、高集成化的SAW阅读器系统。实验结果表明,该SAW阅读器系统的有线接收灵敏度可达到-110 dBm,且能在2 m距离内实现解调精度为±0.5℃的无线探测,表明其具备远距离、高精度读取能力。 展开更多
关键词 表面波(saw) 阅读器 接收灵敏度 软件无线电 无线无源传感
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声表面波陀螺微弱信号接收电路研究
14
作者 王学德 江城 +1 位作者 周敏 高璟 《机械管理开发》 2007年第1期13-14,17,共3页
依据声表面波陀螺基本原理的公式推导,声表面波陀螺的输出信号是频率电压信号。由于声表面波压电效应产生的电压信号非常微弱,一般放大不能分辨出信号电压和噪声电压。因而利用锁相放大的方法将此微弱电压信号从噪声信号中提取放大,解... 依据声表面波陀螺基本原理的公式推导,声表面波陀螺的输出信号是频率电压信号。由于声表面波压电效应产生的电压信号非常微弱,一般放大不能分辨出信号电压和噪声电压。因而利用锁相放大的方法将此微弱电压信号从噪声信号中提取放大,解决了声表面波陀螺的信号放大问题。 展开更多
关键词 表面波陀螺 微弱电压信号 接收电路 锁相放大
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压电晶体切向对声表面波陀螺刻度因子的影响 被引量:1
15
作者 路书祥 陈淑芬 +3 位作者 李红浪 付雷 邹正锋 孟彦彬 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第1期10-14,共5页
刻度因子是陀螺的重要指标,而压电晶体切向对声表面波(SAW)陀螺刻度因子有重要影响。首先以铌酸锂作为分析声波波传特性的基板材料,建立不同的波传角度和不同的切面与各种模态SAW波速的物理数学模型,接着探讨旋转扰动时二次旋转欧拉角与... 刻度因子是陀螺的重要指标,而压电晶体切向对声表面波(SAW)陀螺刻度因子有重要影响。首先以铌酸锂作为分析声波波传特性的基板材料,建立不同的波传角度和不同的切面与各种模态SAW波速的物理数学模型,接着探讨旋转扰动时二次旋转欧拉角与X切、Y切及Z切等铌酸锂晶体中的陀螺效应,分析不同切向刻度因子的变化规律。根据计算结果,铌酸锂晶体中X切Y传(XY)、128°Y切X传(128°YX)、30°ZX、ZX和150°ZX对应的声表面波陀螺刻度因子最大,同时也得出了适合应用于声表面波陀螺的相对敏感切向为声表面波波速接近于慢横波时对应的切向。 展开更多
关键词 表面波(saw)陀螺 表面波相速度 刻度因子
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MEMS-IDT声表面波陀螺 被引量:6
16
作者 吕志清 胡爱民 《微纳电子技术》 CAS 2003年第4期27-29,33,共4页
声表面波陀螺的概念出现在70年代初期,发展为MEMS-IDT声表面波陀螺仅是最近几年的事情。MEMS-IDT声表面波陀螺仪是一种MEMS微机械振动陀螺,这种陀螺为单层平面结构,采用标准IC工艺就可完成加工,勿需悬浮的振动元件,有很强的抗冲击振动能... 声表面波陀螺的概念出现在70年代初期,发展为MEMS-IDT声表面波陀螺仅是最近几年的事情。MEMS-IDT声表面波陀螺仪是一种MEMS微机械振动陀螺,这种陀螺为单层平面结构,采用标准IC工艺就可完成加工,勿需悬浮的振动元件,有很强的抗冲击振动能力,可靠性高,可不用真空封装而保持较高的灵敏度。 展开更多
关键词 表面波陀螺 表面波 叉指换能器 驻波振动 MEMS—IDT 微机械振动陀螺
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结合金属膜的YZ-LiNbO_3压电基片上声表面波陀螺效应分析 被引量:1
17
作者 邵秀婷 王文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期315-318,共4页
在声表面波陀螺效应作用过程中,由于哥氏力的作用比较微弱,导致现有的声表面波陀螺仪的检测灵敏度极低。为了改善哥氏力作用,在声表面波传播路径上分布金属点阵以增加质量负载,将有可能获得良好的灵敏度性能。本文结合研究层状介质中声... 在声表面波陀螺效应作用过程中,由于哥氏力的作用比较微弱,导致现有的声表面波陀螺仪的检测灵敏度极低。为了改善哥氏力作用,在声表面波传播路径上分布金属点阵以增加质量负载,将有可能获得良好的灵敏度性能。本文结合研究层状介质中声波传输特性的方法对YZ-LiNbO3压电基片上的金属膜层对陀螺效应的影响做了理论计算。对比分析有无金属膜层的压电基片中陀螺效应的大小,以及不同金属材料对陀螺效应的影响作用,验证了用布置重金属点阵的方法来提高行波模式声表面波陀螺仪检测灵敏度的可行性,从而为高性能行波模式声表面波陀螺仪的研制奠定理论基础。 展开更多
关键词 表面波 陀螺效应 陀螺 金属点阵
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声表面波(SAW)传感器断路器触臂安装方式可行性研究 被引量:7
18
作者 周小艺 Jeffrey Andle +3 位作者 王啸峰 宋智 张勇 张悦 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期72-79,共8页
由于高压开关柜过热问题引发的供电安全事故时有发生,然而高压开关柜全部为金属密封结构,其发热导电部位被金属遮挡,常规的红外测温手段无法对其内部情况进行测量,因此在开关柜内部安装在线测温装置成为一种有效手段。声表面波(SAW)测... 由于高压开关柜过热问题引发的供电安全事故时有发生,然而高压开关柜全部为金属密封结构,其发热导电部位被金属遮挡,常规的红外测温手段无法对其内部情况进行测量,因此在开关柜内部安装在线测温装置成为一种有效手段。声表面波(SAW)测温技术具有无源无线、运行可靠性高、维护工作量小等特点,是目前应用较为广泛的高压开关柜测温技术手段。但是不同厂家生产的SAW传感器安装位置与方式不一,不同的安装方式对测温结果的有效性和系统安全性带来了影响。文中针对声表面波(SAW)传感器手车开关导电臂安装方式的可行性进行了分析和论述。通过工频耐压试验、雷电冲击试验和局部放电检测验证了该安装方式的绝缘安全性能。另外通过对开关柜和手车开关整体做温升试验,从而验证手车开关导电臂安装方式下SAW传感器温度监测数据的准确性、实时性和有效性。 展开更多
关键词 表面波(saw) 温度传感器 测温 开关柜 断路器
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声表面波陀螺效应的有限元仿真分析 被引量:1
19
作者 王敏 《电子制作》 2015年第7X期4-,共1页
声表面波陀螺主要是依据声表面的陀螺效应的原理进行设计制作的。以YX-128°Li Nb O3压电材料作为基底建立了声表面波器件的有限元分析简化模型进行仿真研究。对仿真模型的X,Y,Z轴分别施加旋转角速率,激活了陀螺效应,从而进一步分... 声表面波陀螺主要是依据声表面的陀螺效应的原理进行设计制作的。以YX-128°Li Nb O3压电材料作为基底建立了声表面波器件的有限元分析简化模型进行仿真研究。对仿真模型的X,Y,Z轴分别施加旋转角速率,激活了陀螺效应,从而进一步分析声表面波的频率和旋转角速率在绕不同的旋转轴旋转时的关系。 展开更多
关键词 表面波 陀螺效应 有限元分析 哥氏力
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国际电工技术委员会(IEC)标准——声表面波(SAW)滤波器
20
作者 黄显淑 《压电与声光》 CAS 1987年第4期96-99,共4页
1)本标准介绍由IEC技术委员会制订的关于一些技术问题的正式决定或协定,其中有些决定或协定对各国标准委员会都有一定的利益,这些决定或协定尽量准确地表达了国际上处理这些技术问题的一致意见.2)这些决定或协定具有国际通用的推荐形式... 1)本标准介绍由IEC技术委员会制订的关于一些技术问题的正式决定或协定,其中有些决定或协定对各国标准委员会都有一定的利益,这些决定或协定尽量准确地表达了国际上处理这些技术问题的一致意见.2)这些决定或协定具有国际通用的推荐形式,因而可为各国标准委员会所接受.3)为促进国际统一,IEC希望,在正常条件允许的情况下,各国标准委员会都采用IEC推荐的各国标准文本.当然。 展开更多
关键词 saw 滤波器 电子设备 表面波 IEC
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