Устройство для питания пьезокерамического преобразователя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистических.Республик о 1)1 000 1 20 ф у(51 М. Кл.з с присоединением заявки Мо В 06 й 1/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий10 ф . 3 25 нера Уст тельно ратор литель ческийя, уси оторык Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для питания пьезокерамических и магнитострикционных преобразователейПо основному авт. св. М 698676 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 1.11.Недостатки известного устройства невысокие надежность и эффективность,Цель изобретения - повышение надежности и эффективности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно в веде ны блок цифровой памяти, дв а дополнительных управляемых генератора и две схема 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 структурнлд схема устройства " на фиг. 2 - вре менные диаграмма его работы на иг - резонансная кривая пьеэоеского преобразователя.ройство содержит последовасоединенные уйравляеьмй ген1 переменного напряженн2 мощности и пьеэокерапреобразователь 3, с к1сопряжен датчик 4 механических коле -баний, подключенный к входу усилителя 5,блоки б сравнения и 7 аналоговой памяти, пиковый формирователь 8,четырехдиодный ключ 9,формирователи 10 и 11 издифференцирующей цепи и двух вентилей, ныходы которых подключены раздельно к первому и второму входамтриггера 12, неинвертирующий выходо 1 орого подсоединен к входу блока13 управления, Устройство содержит 1 Отакже схему 14 исправления сбоя триггера 12, в которую входит блок 15 цифровой памяти, схемы И 16 и 17, ныходыкоторьх подключены раздельно квходам двух управляемых генераторов18 и 19.Устройство 14 исправления сбоятриггера 12 осуществляет переводего в исходное состояние с нысокимбыстродействием, благодаря чемууменьшается вероятность нарушения не -прерывной автоматической подстройкичастоты генератора 1,Устройство работает следующим образом.25При включении питания сигнал с управляемого генератора 1 переменногонапряжения через усилитель 2 мощности подается к пьезокерамическому преобразователю 3. Частота Ю 4(фиг, 3) ге- Онератора 1 первоначально устанавливается ниже резонансной частоты преобразователя 3, Сигнал с датчика 4механических колебаний преобразователя 3 через усилитель 5 подается кпервым входам блока б сравнения, блока З 57 аналоговой памяти и входу пикового формиронателя 8, Пиковый формирователь 8 формирует импульсы (фиг. 2 б),которые передним фронтом открываЮтвентиль 9, а всей своей длительностью 40вырабатывают команду блока 7 для запоминания напряЖения на его входе,Во время открытого состояния ключа9 в блоке б сравнения сравниваетсянапряжение (в момент его пикового 45значения) с выхода усилителя 5 с напряжением выхода блока 7 аналогонойпамяти, т.е. с пиковым значениемнапряжения предыдущего периода колебаний сигнала (фиг, 2) . Когда мгно Овенное значение напряжения с выходаусилителя 5 превышает напряжение сблока 7 памяти на выходе блока 6сравнения появляется положительныйперепад напряжения, который черезформирователь 10 по переднему фронту через первый вход триггера 12устанавливает его в единичное состояние, Сигнал с неинвертирующего выхода триггера 12 через блок 13 управления управляет работой генератора1 таким образом, что при положительном уровне сигнала на этом выходетриггера 12 фиг. 28) частота генератора 1 возрастает с О/(фиг,3 ) иприближается к резонансной частотеЮо 65 преобразователя 3. При этом возрас-, тает амплитуда механических колебаний (Фиг. 2 а) . В момент перехода частоты генератора 1 через максимум резонансной кривой амплитуда колебаний преобразователя уменьшается и на выходе блока 7 памяти появляется отрицатель - ный скачок напряжения (момент Фиг,2 в), который через ключ 9, блок б 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, 2 е) через блок 13 управления происходит управление частотой генератора 1 таким образом, что она начинает уменьшаться с аи опять переходит через максимум резонансной кривой до Ф( фиг, 3 ), Этот процесс повторяется и частота генератора 1 автоматически поддерживается около резонансной частоты преобразователя 3Работа схемы 14 исправления сбоя и триггера 12 заключается н следующем.Передним фронтом первого поступающего импульса (фиг, 2.) осуществляв ется перевод триггера 12 в состояние "1". Одновременно нсей его длительностью обеспечивается процесс запоминания этого уровня блоком 15 цифровой памяти,В момент времени (фиг.2, 3) с задержкой относительно начала поступления переднего фронта первого импульса., на неинвертирующем выходе блока 15 появляется сигнал единичного уровня. С этого момента на первом вхо. де схемы И 16 и на нторогл, соединенногл 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, 2 д) передним фронтом перебрасывает триггер 12 в нулевое состояние (фиг. 28), не его инвертирующем выходе - единичное состояние (Фиг. 2 ж), 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, 2 и) заканчивается 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". В 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 упомянутыхпереходных 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. С инвертирующего выхода триг 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 Я 18 и генерация импульсов срывается. В случае сбоя триггера 12 в обратном направлении процессыпротекающие 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 14 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 в .ра 12.формула изобретенияУстройство для питания пьезокерамического преобразователя 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 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 триггераИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 698676, кл. В 06 В 1/06, 1978 ( прототип ).1000120 Составитель В. ВаверТехред М,тепер Корректор Г. Ог Редактор Н, Кешеля каз 1221/7 е илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 49 ВНИИПИ Государст по делам иэоб 113035, Москва, ЖПодписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д.