Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам связи, использующим инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны, и может быть использовано в средствах для передачи информации через ограждающие конструкции жилых и производственных зданий.

Уровень техники

Известен импульсный ультразвуковой генератор, содержащий магнитострикционный преобразователь, обмотка которого последовательно соединена с корректирующей параллельной RC-цепью, тиристорный ключ, состоящий из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с магнитострикционным преобразователем, систему импульсно-фазового управления, состоящую из симметричных взаимодополняющих друг друга плеч, формирующих импульсы в разные по полярности полупериоды сетевого напряжения (см. пат. РФ №2046550, кл. H04R 15/00).

Недостаток известного ультразвукового генератора - ограничены функциональные возможности.

Известен импульсный ультразвуковой генератор, содержащий магнитострикционный излучатель, обмотка которого последовательно соединена с конденсатором, управляемый электронный ключ, в качестве которого используется квазирезонансный преобразователь частоты с сумматором на входе, состоящий из двух силовых транзисторов, формирователя импульсов, задающего генератора импульсов. Причем силовые транзисторы соединены последовательно между собой и через конденсатор и обмотку магнитострикционного излучателя с датчиком тока, который через сумматор соединен с входом задающего генератора импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов (см. пат. РФ №2145467, кл. H04R 15/00).

Недостаток известного ультразвукового генератора - ограничены функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятым авторами за прототип является ультразвуковой генератор импульсов, содержащий микроконтроллер, электронный коммутатор, излучатель ультразвуковых колебаний, управляемый источник тока, блок контроля, синхронизатор, пульт управления режимами, блок индикации режимами (см. пат. РФ №2341337, кл. В06В 1/08).

Недостаток известного решения - сложная схема устройства и повышенное энергопотребление, что ограничивает область его применения, где требуется низкое энергопотребление, например в автономных устройствах передачи информации, использующих инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению схемы и снижению энергопотребления устройства.

Технический результат достигается тем, что микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации, содержащий микроконтроллер и излучатель ультразвуковых колебаний, первый выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу излучателя ультразвуковых колебаний, второй выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен ко второму входу излучателя ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что встроенный в микроконтроллер генератор прямоугольных импульсов выполнен управляемым от широтно-импульсного модулятора, встроенного в микроконтроллер.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена структурная схема микроконтроллерного ультразвукового генератора для систем передачи информации.

Осуществление изобретения

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации содержит (чертеж) микроконтроллер 1 и излучатель ультразвуковых колебаний (ИУК) 2. Первый выход встроенного в микроконтроллер 1 генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) подключен к первому входу ИУК 2, второй выход ГПИ подключен ко второму входу ИУК 2. ГПИ имеет вход разрешения генерирования, который подключен к выходу встроенного в микроконтроллер 1 щиротно-импульсного модулятора (ШИМ).

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации работает следующим образом.

При выходе из режима пониженного энергопотребления микроконтроллер 1 загружает в регистр сравнения ШИМ двоичный код, значение которого есть результат преобразования физической величины, например температуры. Этот двоичный код хранится в памяти данных (в оперативном запоминающем устройстве) микроконтроллера 1. Процесс преобразования физической величины в двоичный код в данном описании не приводится. Затем микроконтроллер 1 запускает ШИМ, который генерирует ШИМ-сигнал с коэффициентом заполнения, пропорциональным значению двоичного кода, т.е. значению, например, измеренной температуры. ШИМ-сигнал поступает на вход разрешения генерирования ГПИ. Когда на входе разрешения генерирования ГПИ высокий логический уровень, ГПИ формирует на первом и втором выходах сигналы с частотой, равной резонансной частоте ИУК 2. Выходные сигналы ГПИ, формируемые на его первом и втором выходах, находятся в противофазе. Низкий логический уровень ШИМ-сигнала на входе разрешения генерирования ГПИ останавливает ГПИ. Таким образом, с помощью ШИМ осуществляется широтно-импульсная модуляция выходных сигналов ГПИ. Так как выходные сигналы ГПИ находятся в противофазе, то через ИУК 2 протекает переменный ток, который преобразуется в акустические волны, которые передаются в среде, в которой находится ИУК 2.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество: предельно упрощена схема и снижено энергопотребление устройства, что важно для автономных систем передачи информации с использованием ультразвуковых акустических волн.

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации, содержащий микроконтроллер и излучатель ультразвуковых колебаний, первый выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу излучателя ультразвуковых колебаний, второй выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен ко второму входу излучателя ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что встроенный в микроконтроллер генератор прямоугольных импульсов выполнен управляемым от широтно-импульсного модулятора, встроенного в микроконтроллер.