Устройство для питания пьезокерамического преобразователя

опиЬгниа ИЗОБРЕТЕНИЯ п 1 588664 Союз Сооетских Социалистических Реслуолик) Приорите осударстееинык комитет Совета Министров СССР(43) Опубликовано 15. 3) УДК 534.232(088,8) Бюллетень2писания 20.01.78 лам изооретеиии открытий ата опубликовани(72) Автор изобретения А.-В. А. Буда аунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛНа фиг. 1 изображена схема предлагаемого уст показаны временные диаг Блок 1 поиска резонанс 5 нен с входом управления ратора 2, через усилитель соединенного к пьезокера зователю 4. С преобразо датчик 5 механических О через линейный усилителструктурная блокройства; на фпг. 2 раммы его,работы.ной частоты соедлимпульсного генемощностп 3 подмическому преобравателем сопряжен колебаний, который ь б прямо и через Изобретение относится к области ультразвуковой техники. Устройство может быть ислользовано для питания пьезоэлектрических преобразователей шаговых вибродвигателей, а. также в различных технологических лроцессах, таких как ультр азвуковая сварка, очистка, обработка.Известно устройство для автоматической стабилизации амплитуды колебаний,преобразователя, содержащее ультразвуковой генератор, датчик колебаний, усилитель 11. Такое устройство не обеспечивает работу генератора на частоте, соответствующей резонансной частоте преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок поиска резонансной частоты, который соединен с входом управления импульсного задающего генератора, через усилитель мощности подсоединенного к преобразователю, и датчик механических колебаний, соединенный с формирователем имлульсов и блоком запрета 12. В этом устройстве генераторы, выполненные по данной структуре,;не позволяют определить и фиксировать частоту колебания генератора при ,наибольшей амплитуде колебаний преобразователя, особенно когда его механическая добротность является относительно низкой.Целью изобретения является повышение точности определения и фиксации резонансной частоты. Это достигается в предлагаемом устройстве тем, что оно дополнительно содержит линейный усилитель, пиковый детек тор, комларатор, дифференцирующую ЯС-цепочку, вентиль, схему И - НЕ и триггер. Причем датчик механчческих колебаний соединен с входом линейного усилителя, выход которого через пиковый детектор подключен к од ному из входов компаратора и непосредственно - к другому входу компаратора и формирователю импульсов. Последний через дифференцирующую ЛС-цепочку и вентиль подключен к одному входу схемы И - НЕ и к входу установки единицы триггера, с входом установки,нуля которого соединен выход номпаратора, а выход триггера через схему И - НЕ и блок запрета лодключен к входу сброса пикового детектора и входу запрета генера- О тора.пиковый детектор 7 подключен к компаратору 8. Линейный усилитель, кроме того, соединен с формирователем импульсов 9, выход которого через РС-цепочку дифференцирования с емкостью 10 и сопротивлением 11 и вентиль 12 подсоединен к схеме И - НЕ 13 и входу установки сдиницы триггера 14. Выход триггера через схему 13 подключен к блоку запрета 15, который сопряжен с входом сброса пикового детектора 7 и входом запрета генератора 2. Выход компаратора 8 подключен к входу установки нуля триггера 14.Устройство работает следующим образом.По сигналу управления запускается блок 1 поиска;резонансной частоты, который формирует пилообразное напряжение, обеспечивающее вывод ультразвукового генератора на резонансную частоту преобразователя 4 путем изменения частоты непрерывно работающего задающего генератора 2 от верхнего выбранного значения до нижнего, Причем резонансная частота преобразователя должна лежать внутри выбранного предела изменения частот.Сигнал с выхода генератора 2 через усилитель мощности 3 подается к преобразователю 4. Датчик 5 механических колебаний принимает колебания преобразователя и через линейный усилитель 6 подает их прямо и через пиковый детектор 7 к двум входам компаратора 8 амплитуды, сигналов. Каждый период, когда амплитуда входного сигнала превышает амплитуду прежде бывшего сигнала, соответствующего амплитуде сигнала на выходе пикового детектора, компаратор вырабатывает импульс, который устанавливает в нулевое состояние триггер 14, Сигнал триггера закрывает схему И - НЕ 13.Формирователь 9 формирует импульсы с входного сигнала, которые дифференцируются при помощи РС-цепочки 10, 11. Импульсы отрицательного фронта через вентиль 12 подаются к входу схемы 13 и входу установки единицы триггера 14.Когда амплитуда, сигнала датчика 5 механических колебаний достигает максимальной величины, т. е. частота сигнала генератора 2 соответствует резонансной частоте преобразователя 4, на выходе компаратора 8 не формируются импульсы, переключающие в нулевое состояние триггер 14, Таким образом, во время 1 следующего периода входного сигнала импульс формирователя 9, прошедший через схему И - НЕ 13, запускает блок запрета 15, который вырабатывает сигнал, исключающий возможность возбуждения ультразвукового генератора на частотах, не соответствующих 5 резонансной частоте преобразователя 4. Блокзапрета вырабатывает также, сигнал сброса пикового детектора 7 для подготовками устройства к следующему циклу работы.На фиг. 2 а - сигнал на выходе линейного 10 усилителя 6, б - сигнал на выходе пиковогодетектора 7, в - сигнал на выходе компаратора 8, г - сигнал на выходе формирователя 9, д - сигнал на входе установки единицы триггера 14, з - сигнал на выходе триггера, 15 яс - сигнал на выходе схемы И - НЕ 13, е -сигнал,на выходе блока запрета 15,Формула изобретения20 Устройство для питания пьезокерамического преобразователя, содержащее блок поиска резонансной частоты, который соединен с входом управления импульсного задающего генератора, через усилитель мощности подсо единенного к преобразователю, и датчик механических колебаний, соединенный,с формирозателсм импульсов и блоком запрета, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения и фиксации резонансЗ 0 ной частоты, оно дополнительно содержит линейный усилитель, пиковый детектор, компаратор, дифференцирующую ЛС-цепочку, вентиль, схему И - НЕ и триггер, причем датчик механических колебаний соединении,с вхо дом линейного усилителя, выход которогочерез пиковый детектор подключен к одному из входов компаратора и непосредственно - к другому входу компаратора и формирователю импульсов, который через дифференциру ющую РС-цепочку и вентиль подключен кодному входу схемы И - НЕ и к входу устанозки единицы триггера, с входом установки нуля которого соединен выход компаратора, а выход триггера через, схему И - НЕ и блок 45 запрета подключен к входу сброса пиковогодетектора и входу запрета генератора.Источники информации,принятые во,внимание при экспертизе:50 1, Авторское свидетельство СССР307817,кл. В 06 В 1/08, 1967.2. Авторское свидетельство СССР 436680,кл. В 06 В 106, 1972,Корректор Е. Мохова Редактор Т. Юрчикова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2916/18 Изд.113 Тираж 818 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5