Ультразвуковой генератор с частотной модуляцией

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п 1 517328 Гноз Советских Социалистических Республик(23) 11 риори гасударственный комитет Совета Министров СССР по депгм изобретений 53) УДК 621,313.убликовано 15,06.76. Бюллетень Мта опубликования описания 03.08.) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОМОДУЛЯЦИЕЙ Изобретение относится к области приборстроения и может быть использовано в ултразвуковой технике для создания высокостбильных генераторов, используемых, напрмер, при ультразвуковой микросварке.Известные ультразвуковые генераторыобеспечивают работы с широкополоснымэлектроакустическими преобразователями (2) огенератор 10ий послегенератор усилитель широкопой из от ателей с генератор ров являвысокойких колевысокого резонансазователейдит рассоератора икото премплитуды аемом гения стабильностиколебаний в предл Известен также ультразвуковойс частотной модуляцией, содержащдовательно соединенные задающийс независимым возбуждением,мощности и электроакустическийлосный преобразователь, состоящидельных элементарных преобразовразличной резонансной частотой, имодуляционного сигнала (3) .Недостатком известных генератоется то, что они не обеспечиваютстабильности амплитуды механичесбаний рабочего инструмента ик. п. д, из-за изменения собственныхных частот элементарных преобрв процессе эксплуатации, Происхогласование частотных спектров генширокополосного электроакустичесобразователя.Для повыше амеханических аг ститут АН Белорусской СС нераторе входная цепь одного из элементарных преобразователей с резонансной частотой, равной средней частоте спектра электроакустическото широкополосного преобразователя, связана через усилитель-ограничитель с одним и через фазовращатель и второй усилитель-ограничитель с другим входами фазового детектора, выход которого через синхронный коммутатор подключен к входам двух интеграторов, выходы которых через второй синхронный коммутатор подкло ясны к одному входу сумматора, выход которого через усилитель постоянного тока соединен с цепью управления частотой задающего генератора с независимым возбуждением, а выходы генератора модуляционного сигнала со. едипены с входами двух синхронных коммутаторов и с другим входом сумматора,На чертеже представлена блок-схема опи сываемого генератора.Ультразвуковой генератор с частотной модуляцией состоит из задающего генератора 1 с независимым возбуждением, усилителя мощности 2, широкополосного электроакустического преобразователя 3, например, мозаичного пьезокерамического, который состоит из нескольких элементарных преобразователей, образующих равномерный частотный спектр в некоторых пределах. Схема авто- подстройки частоты включает усилителиние одного из периодов один из интеграторов, например 9, подключен к выходу схемы суммирования 12, а его вход отключен от выходов фазового детектора 7. Одновремен но второй интегратор 10 отсоединен от входов схемы суммирования 12 и соединен с выходом фазового детектора 7. Таким образом, в течение этого периода на интеграторе 10 происходит интегрирование выходного налря жения фазового детектора 7, а выходное напряжение интегратора 9 сдвигает частотный спектр задающего генератора 1. В следующий период интеграторы 9 и 10 меняются ролями. ограничители 4 и 5, фазовращатель 6, фазовый детектор 7, который через синхронный коммутатор 8 подключен к двум идентичным интеграторам 9 и 10, выходы которых через синхронный коммутатор 11, управляемый генератором модуляционного сигнала, нодключен к одному. из входов схемы суммирования 12, к другому входу которой подключен генератор 13. Выход схемы суммирования 12 подключен через усилитель 14 постоянного 1 тока к цепи управления частотой генератора 1 с независимым возбуждением.Ультразвуковой генератор работает следующим образом.Напряжение генератора 1 с определенным 15 частотным спектром, усиленное усилителем 2, подается на широкополосный преобразователь 3, являющийся нагрузкой усилителя 2.С выходов одного из элементарных преобразователей, имеющего собственную резонанс 20 ную частоту, равную середине частотного спектра ,широкополосного преобразователя, напряжения, одно из которых пропорционально току, а другое в подводимому к преобразователю напряжению, подаются через уси литель-ограничитель 4 и 5, фазовращатель 6 на фазовый детектор 7, выходное напряжение которого интегрируется поочередно одним из интеграторов 9 или 10 в течение времени, равного периоду модуляционного сиг- ЗО нала, и поочередно подается на вход суммы суммирования 12. В случае, когда частота, соответствующая середине частотного спектра генератора, равна собственной резонансной частоте рассматриваемого элементарного 35 преобразователя, выходное напряжение интеграторов равно нулю и на схему суммирования 12 в этих условиях подается только модуляционный сигнал генератора 13.При изменении собственных резонансных 40 частот элементарных преобразователей частотный спектр широкополосного преобразователя 3 сдвигается на определенную величину, и при этом выходное напряжение одного из интеграторов 9 и 10, по амплитуде 45 пропорциональное величине сдвига частотного спектра, а по знаку - соответствующее знаку ухода частотного спектра, складывается с напряжением генератора 13 и сдвигает частотный спектр задающего генератора 1 до 50 совпадения его со спектром широкополосного преобразователя 3.Коммутаторы 8 и 11, управляемые генератором 13 модуляционного сигнала, служат для поочередного подключения интеграторов 55 9 и 10 к входу схемы суммирования 12 и выходу фазового детектора 7, так что в течеФор мул а изобретения Ультразвуковой генератор с частотной модуляцией, содержащий последовательно соединенные задающий генератор с независимым возбуждением, усилитель мощности и электроакустический широкополосный преобразователь, состоящий из отдельных элементарных преобразователей с различной резонансной частотой, и генератор модуляционного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды механических колебаний, входная цепь одного из элементарных, преобразователей с резонансной частотой, равной средней частоте спектра электроакустического широкоаолос ного преобразователя, связана через усили тель-ограничитель с одним и через фазовра щатель и второй усилитель-ограничитель с другим входами фазового детектора, выход которого через синхронный коммутатор подключен к входам двух интеграторов, выходы которых через второй синхронный коммутатор подключены к одному входу сумматора, выход которого через усилитель постоянного тока соединен с цепью управления частотой задающсго генератора с независимым возбуждением, а выходы генератора модуляционного сигнала соединены с входами двух синхронных коммутаторов и с другим входом сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1, Лвт, св. Мо 313571, СССР, М. кл. В 06 В 1100, 1970.2. Лвт. сз. Хз 315476, СССР, М. кл. В 06 В 1/00, 1963.3. А. В. Донской и др. Ультразвуковые электротехнические установки, Энергия, 1969, стр. 168 - 169.Типогра Заказ 1681/1ЦНИИП Изд.1516 осударственного по делам изоб 035, Москва, Ж Тираж 690омитета Совета Министретений и открытий5, Раушская наб., д. 4(5 пр. Сапунова, 2 ПодписноеССР