Устройство для питания пьезокерамического преобразователя

Устройство для питания пьезокерамического преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

СоциалистическикРеспублик (»)1 000 1 20 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 698676 (22) Заявлено 23. 10. 81 (21) 3348287/18-10 (И)М Кл з с присоединением заявки ¹â€”

В 06 и 1/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28,02.83. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания (53) УДК 534 ° 232 (088.8) (72) Автор изобретения

А.В. Панкратов (71) Заявитель l 54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ .ПИТАНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для питания пьезокерамических и магнитострикционных преобразователей.

По основ ному авт . св . М б 98676 известно устройство для питания пьезокерамического преобразователя, содержащее последовательно соединенные генератор переменного напряжения, усилитель мощности и пьезокерамический преобразователь, с которым сопряжен датчик механических колебаний, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с выходами блока сравнения и пикового формирова. теля, подключенного выходом к одному входу четырехдиодного ключа, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, и блок управления, подключенные к входу генератора переменного напряжения, а также блок запоминания, дифференцирующая цепь, два вентиля и триггер, причем один вход блока запоминания подключен к выходу усилителя, другой вход — к выходу пикового формирователя, а выход — к другому входу четырехдиодного ключа, выход блока сравнения соединен с входом дифференцирующей цепи, выход которой через два вентиля, включенных в противоположной полярности, подключен соответственно к входам установки нуля и единицы триггера, соединенного своим выходом с входом блока управления P1g.

Недостатки известного устройства невысокие надежность и эффективность.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок цифровой памяти, два дополнительных управляемых генератора и две схемы И, причем входы блока цифровой памяти соединены с выходами вентилей, а выходы через схемы И и дополнительные управляемые генераторы подключены к третьему и четвертому входам триггера, вторые же: входы схем

И подключены к выходам триггера.

На фиг. 1 изображена структурна схема устройства " на фиг. 2 - временные диаграмма его работы на фиг. 3 — резонансная кривая пьеэокерамического преобразователя.

Устройство содержит последовательно соединенные уйравляеьмй ген ратор 1 переменного напряжения, уси литель 2 мощности и пьеэокерамический преобразователь 3, с которым

1000120 сопряжен датчик 4 механических коле— б аний, подключенный к входу усилит еля 5,блоки б сравнения и 7 аналоговой памяти, пиковый формирователь 8,четырехдиодный ключ 9,формирователи 10 и 11 из дифференцирующей цепи и двух венти- 5 лей, ныходы которых подключены раздельно к первому и второму входам триггера 12, неинвертирующий выход о1орого подсоединен к входу блока i3 управления. Устройство содержит 1О также схему 14 исправления сбоя триггера 12, в которую входит блок 15 цифровой памяти, схемы И 16 и 17, ныходы которьx годключены раздельно к входам двух управляемых генераторов

18 и 19.

Устройство 14 исправления сбоя триггера 12 осуществляет перевод его в исходное состояние с нысоким быстродействием, благодаря чему уменьшается вероятность нарушения не— прерывной автоматической подстройки частоты генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

g5

При включении питания сигнал с управляемогo генератора 1 переменного напряжения через усилитель 2 мощности подается к пьезокерамическому преобразов ателю 3 . Частота Or (фиг. 3) ге - О нератора 1 первоначально устанавливается ниже резонансной частоты пре— образонателя 3. Сигнал с датчика 4 механических колебаний преобразователя 3 через усилитель 5 подается к первым входам блока б сравнения, блока З5

7 аналоговой памяти и входу пиконого формиронателя 8. Пиковый формирователь 8 формирует импульсы (фиг. 2б), которые передним фронтом открываЮт вентиль 9, а всей своей длительностью 40 вырабатывают команду блока 7 для запоминания напряЖения на его входе .

Во время открытого состояния ключа

9 в блоке б сравнения сравнивается напряжение (в момент его пикового значения) с выхода усилителя 5 с напряжением выхода блока 7 аналогоной памяти, т.е. с пиковым значением напряжения предыдущего периода колебаний сигнала (фиг. 2) . Когда мгно- 50 венное значение напряжения с выхода усилителя 5 превышает напряжение с блока 7 памяти на выходе блока 6 сравнения появляется положительный перепад напряжения, который через формирователь 10 по переднему фронту через первый вход триггера 12 устанавливает его в единичное состояние. Сигнал с неинвертирующего выхода триггера 12 через блок 13 управления управляет работой генератора

1 таким образом, что при положительном уровне сигнала на этом выходе триггера 12 (фиг. 28) частота гене ратора 1 возрастает с OI (ter.3 ) и. приближается к резонансной частотеЮо 65 преобразователя 3 . При этом возрас-. тает амплитуда механических колебаний (фиг. 2a} . В момент перехода частоты генератора 1 через максимум резонансной кривой амплитуда колебаний преобразователя уменьшается и на выходе блока 7 памяти появляется отрицатель— ный с качок напряжения (момент фиг. 2в), который через ключ 9, блок

6 сравнения, формирователь 11 по заднему фронту через второй вход триг,гера 12 устанавливает его в нулевое состояние. Отрицательным уровнем

;сигнала с неинвентирующего выхода триггера 12 (фиг. 2e) через блок 13 управления происходит управление час— тотой генератора 1 таким образом, что она начинает уменьшаться с се и опять переходит через максимум резонанс— ной кривой до Ф (фиг. 3 ). Этот процесс повторяется и частота генератора

1 автоматически поддерживается около резонансной частоты преобразователя 3

Работа схемы 14 исправления сбоя и триггера 12 заключается н следующем.

Передним фронтом первого поступающего импульса (фиг . 2 L) осуществляв ется перевод триггера 12 в состояние

"1". Одновременно нсей его длительностью обеспечивается:гроцесс запоминания этого уровня блоком 15 цифровой памяти . В момент времени (фиг. 2, 3) с з адержкой от носитель но нач ала поступления переднего фронта первого импульса., на неинвертирующем выходе блока 15 появляется сигнал единичного уровня. С этого момента на первом входе схемы И 16 и на нторогл, соединен— ногл с инвертирующим выходом триггера

12, присутствуют логическая "1" и логический "0" соответственно. На выходе элемента И 16 — логический "0".

Поступающий с выхода формирователя 11 импульс (фиг. 2д) передним фронтом перебрасывает триггер 12 в нулевое состояние (фиг. 28), не его инвертирующем выходе — единичное состояние (фиг. 2ж), а всей сноей длительностью обнуляет блок 15 памяти (фиг. 2,3) .

На иннертирующем выходе блока 15 памяти с задержкой относительно переднего фронта поступившего импульса в момент времени (фиг. 2и) закан— чивается формиронание единичного уровня. Отсюда на первом входе схемы

И 17 и на втором, соединенном с неиннертирующим выходом триггера 12, присутствуют логическая "1" и логический "0". B дальнейшем процессы, протекающие н устройстве, аналогичны.

Пусть в какой-то момент времени, за исключением интервалов времени, обусловленных переходными процессами в блоке памяти 15, происходит сбой триггера 12, т.е. он переходит н другое лсжное состояние. При этом длительность импульсон сигнала помехи не превышает длительности упомянутых

1000120 переходных процессов в блоке 15 памяти. В результате ложного перехода на инвертирующем выходе блока 15 памяти в этот момент времени тоже по- тенциальное состояние, на выходе схемы И 16 появляется логическая "1".

На управляемый вход генератора 18 с выхода схемы И 16 поступает сигнал управления на его включение. Вследствие этого на третий вход триггера

12 с входа генератора 18 поступают импульсы установки 1. Подача их продолжается до тех пор, пока не происходит переход триггера 12 в исходное состояние, т.е. исправление его сбоя. C инвертирующего выхода триг- 15 гера 12 на второй вход схемы И 16 поступает сигнал нулевого уровня и иногда на выходе этой схемы устанавливается логический "0". Нулевой сигнал управления отключает генератор gQ

18 и генерация импульсов срывается.

В случае сбоя триггера 12 в обратном направлении процессы,,протекающие в устройстве 14, по его исправлению аналогичны описанным. При действии сигнала помехи с длительностью, не превышающей длительности переходных процессов в блоке 15 памяти, на формирователи 10 и 11, последнйе не обеспечат выдачу ложных сигналов с длительностью, достаточной для переключения состояний в этом блоке.

Схема 1 4 исправления сбоя обеспечивает высокое быстродействие за счет того, что частота следования импульсов сброса выбора во много больше частоты следования тактовых импульсов, поступающих с формирователей 10 и 11. Дополнительно введенная инерционная, помехоустойчивая от коротких по длительности помех схема исправления сбоя осуществляет контроль и исправление ложного перехода быстродействующего и незащищенного от коротких помех тригге-. ра 12.

Формула изобретения

Устройство для питания пьезокерамического преобразоват еля по авт. св. Р 698676, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, в него дополнительно введены блок цифровой памяти, два дополнительных управля— емых генератора и две схемы И, причем входы блока цифровой памяти соединены с выходами вентилей, а выходы через схемы И и дополнительные управляемые генераторы подключены к третьему и четвертому входам триггера, вторые же входы схем И подключены к выходам триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

9 698676, кл. В 06 В 1/06, 1978 (прототип ).

Составитель В. Вавер

Редактор H. Кешеля Техред N.Tåïåð Корректор Г. Orap

Заказ 1221/7 ° Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4