Пьезоэлектронный генератор
Патент 1815790
Авторы
Классы МПК
Пьезоэлектронный генератор
Иллюстрации
Реферат
Использование: импульсная техника, устройства синхронизации пьезоэлектрических систем сканирования. Сущность изобретения: пьезоэлектронный генератор содержит биморфный пьезокерамический элемент 1, состоящий из входной пьезокерамической пластины 2 и выходной пьезокерамической пластины 3, второй сплошной . металлический электрод 4, входной сплошной электрод 5, выходные металлические электроды 6, усилитель 7, шину управления 8 и позволяет повысить надежность путем снижения междуэлектродных напряжений за счет выбора различных значений остаточной поляризации в подэлектродных областях . 1 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (н)5 Н 03 В 5/32
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
00 (Л
О
О (21) 4841821/09 (22) 21.06.90 (46) 15.05.93. Бюл, ЬЬ 18 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) В.С.Акопян, А.А.Ерофеев и К.P.Ãðèãîрян (56) Ерофеев А.А. Пьезоэлектронные устройства автоматики, Ленинград: "Машиностроение", .1982. с,191, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Использование: импулвсная техника, устройства синхронизации пьезоэлектриче, БЫ, 1815790 А1 ских систем сканирования. Сущность изобретения: пьезоэлектронный генератор содержит 6иморфный пьеэокерамический элемент 1, состоящий иэ входной пьезокерамической пластины 2 и выходной пьезокерамической пластины 3, второй сплошной металлический электрод 4, входной сплошной электрод 5, выходные металлические электроды 6, усилитель 7, шину управления . 8 и позволяет повысить надежность путем снижения междуэлектродных напряжений за счет выбора различных значений остаточной поляризации в подэлектродных областях. 1 ил.
1815790, Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения опорных генераторов, функциональных модулей синхронизации пьезоэлектрических систем сканирования.
Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей, На фиг.1 изображена схема многофазного пьезоэлектронного генератора; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.
Многофазный генератор содержит биморфный пьезокерамический элемент 1 состоящий из входной и выходной 3 пластин, общего электрода 4, подключенного к шине нулевого потенциала, входного сплошного электрода 5 и выходных электродов 6; усилитель 7, один вход которого соединен с электродов 6, выходной пластины 3, другой вход — с шиной 8 управления включением генератора, а выход соединен с электродом
5, выходные шины 9 подключены к одноименным электродам 6 выходной пластины.
Напряжение питания генераторной схемы определяет амплитуду напряжения возбуждения и выбирается из условия Ов«ЛЩ!), где Л0 (!) — амплитуда напряжения шага квантования частичного переключения подэлектродной области.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Направления и величины остаточных поляризаций подэлектродных областей электродов 5 и 6, имеют противоположные и с целью получения максимальных выходных сигналов предельные значения, например Pp = Рг для электрода
5 и Рв = -Pr для электрода 6; (см.фиг.1) это соответствует условно принятому направлению стрелки относительно шины нулевого потенциала, и не изменяются в процессе работы устройства. Значения остаточных поляризаций подэлектродных областей 6 также не изменяются и за счет частично переключенных состояний поляризации подэлектродных областей имеют различные фиксированные значения из диапазона PJ(l) -Pr -+ Рг (или Pj(I) = +Рг -Pr), причем j 1,k — число частично переключенных состояний. Каждому i-тому частично переключенному состоянию ставится в соответствие величина вектора остаточной поляризации Р!(!) подэлектродной области одного из j-тых электродов выходной пластины, однозначно определяющего амплитуду Оф) и фазу A (!) сигнала выходного электрода.
Работа устройства начинается с момента поступления управляющего уровня на
Формула изобретения
Пьезоэлектронный генератор, содержащий управляемый усилитель, биморфный пьезокерамический элемент, состоящий из выходной пьезокерамической пластины и входной пьезокерамической пластины, на гранях которой расположены первый и второй сплошные металлические электроды, при этом второй сплошной металлический электрод расположен между входной и выходной пьезокерамическими пластинами и подключен к общей шине, на другой грани выходной пьезокерамической пластины расположены К выходных металлических электродов, один из которых подключен к шину 8 включения генератора. При этом в пьезоструктуре возбуждаются колебания с частотой равной или близкой резонансной частоте пьезокерамического элемента fb =fp, (см,фиг.2а). Вследствие прямого и обратного пьезоэффектов, а также свойства пьезоструктуры изменять параметры сигналов электродов выходной пластины. в зависимости от направлений векторов и
10 степени остаточной поляризации пьезоэ- . лектродных областей пластин 2 и 3, на выходных электродах спустя промежуток времени tp (время задержки tp зависит от динамических свойств пьезоструктуры) ус15 танавливаются пьезопреобразованные сигналы UJ(t) = kj(i) Оь(1), где kj(i) — коэффициент передачи по каналу амплитуда-амплитуда
j-того электрода с Р!(!) состоянием подэлектродной области, Ub(t) — напряжение воэ20 буждения пьезоструктуры, (см.фиг.2б,е).
Изменение сдвига фаз UJ(t) относительно генерируемых зависимым источником сигналов возбуждения Лр(!) = pj(l), гдето(!)фаза выходного сигнала О!(() j-того электро25 да с Pj(i) состоянием, причем PJ(l) -Pr
-+Рг при фиксированном предельном значении Pp = +Рг — фаза сигнала возбуждения, происходит в пределах Л р(!) =-к /2 — + тг/2, (см.фиг.2б).
Предлагаемое устройство имеет самостоятельное значение, как элемент импульсной техники, а также оно может быть применено в качестве функционального модуля синхронизации в различных пьезопо35 лупроводниковых системах стабилизации, системах управления растровой микроскопии. Это позволяет повысить точность и стабильность работы, а также делает устройство повышенной серийноспособно40 сти, При этом устройство имеет гмбридноинтегральное исполнение, используются низкие уровни (сопряженные с уровнями интегральных схем).
1815790 входу управляемого усилителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с. целью повышения надежности путем снижения междуэлектродных напряжений, выходная пьезокерамическая пластина выполнена в виде
Составитель В.Акопян
Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская
Редактор
Заказ 1643 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4!5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина. 101 и, Р пластины с различными значениями остаточной поляризации в подэлектродных областях, выход управляемого усилителя подключен к первому сплошному металли5 ческому электроду.