Пьезоэлектронный триггер

, Сеоз Советскик Социапистическии Респубики К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Н 03 К 3/45 ЬпударстеанЫ кпинтвт СССР по делам пзойретени 11 н открытий(72) Авторы изобретения А.А. Ерофеев и В.С, Акопян Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННЫЙ ТРИГГЕР 1Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в качестве элемента цифровой техники, а также в устройствах стабилизации напряжения с пьезокерамическим трансформатором.Известен триггер на пьезокерамических элементах, в котором триггерный эффект достигается приложением высоких переполяризующих переменных полей за счет чего на выходных электродах происходит изменение фазы выходного сигнала. Он содержит пьезокерамический трансформатор, и желаемый эффект достигается управлением входным питающим напряжением 1 .Однако устройство имеет ряд недостатков: использование высоких переполяризующих полей, применение пьезотрансформатора, не всегда желательныйр 0 модулированный выходной сигнал, низкое быстродействие.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является триггер,2переход иэ одного устойчивого состоя" ния в другое, в котором осуществляется за счет подачи высоких напряжений смещения Е ,. Известно, что для пьезотрансформаторов смещение резонансной частоты Г примерно на 5 Ф. требует подачи напряжения смещения Ес,), + 400-800 В.Устройство содержит пьезоэлектрический трансформатор, амплитудный детектор, источник смещений, разделительный конденсатор, резисторы (.23.Недостатками известного устройства являются высокие входные напряжения, низкое быстродействие, применение пьеэотрансформатора.Целью изобретения является увеличение надежности и повышение быстро" действия, расширение функциональных возможностеи.Поставленная цель достигается тем, что в пьеэоэлектронный триггер, содержащий амплитудный детектор и пье 953697зокерамический элемент, введены двухвходовый генератор, а пьезокерамический элемент выполнен как трехэлектродный пьезокерамический биморфный элемент, состоящий из входной и выходной пластин с одним общим электродом, причем выход двухвходового генератора подключен к первому электроду входной пластины, второй электрод выходной пластины соединен с выходной шиной пьезоэлектронного триггера и входом амплитудного детектора,выход которого подключен к первомувходу двухвходового генератора., вто-,рой вход которого соединен с вход- . 15ной шиной пьезоэлектронного триггера,третий электрод соединен с общейшиной,Кроме того, выходная пластина содержит дополнительный гальванически щизолированный электрод, подключенныйк второй выходной шине пьезоэлектронного триггера, а также входная пластина содержит дополнительный гальванический изолированный электрод, 25подключенный к второй выходной шинепьезоэлектронного триггера.На фиг, 1 представлена схема триггера; на фиг. 2 - зависимость частотыгенератора от управляющего напряже- З 0ния; на фиг. 3 - временные диаграммывходных и выходного напряжений; нафиг, 4 - модификация схемы триггера,Пьезокерамицеский триггер содержит пьезокерамический элемент, состоящий из входной пластины 1 и выходной пластины 2, связанные сплошным электродом 3 в акустически монолитную конструкцию, электрод 4 надругой грани входной пластины, гальванически не связанные электроды 5и 6, входную шину 7, амплитудный детектор 8, выход которого подключенк одному из входов генератора 9 управляемого напряжением, а другойвход с входной шиной 10, содержиттакже электрод 11 и выходные шины 12и 13Пьезокерамический триггер работает следующим образом.Условимся, цто направление стрелки указывает направление положитель ной остаточной поляризации. Подэлектродные области электродов 4-6с целью получения максимальной амп 55литуды выходного сигнала поляризованы, как показано на фиг. 1 и 4.В одном из устойчивых состояний,когда на его вход не поступает запускающии сигнал, на входную пласти ну 1 с выхода генератора 9 подаются положительные импульсы с амплитудой значительно меньшей амплитуды напряжения переполяризации подэлектродной области входной пластины 1 и частотой, равной или близкой к резонансной Г = Гр . Это соответствует управляющему напряжению генератора Ог = О 1 (фиг. 2). При этом за счет обратного пьезоэффекта входная пластина 1 деформируется. Эта деформация передается выходной пластине 2 и благодаря прямому пьезоэффекту входное напряжение амплитудного детектора 8 и выходное напряжение триггера на шине 7 имеют высокую амплитуду, соответствующую первому устойцивому состоянию ("1")(фиг. 3 а,б,в).Такое состояние триггера может сохраняться сколь угодно долго, пока не поступит запускающий сигнал на входную шину 1 О. Это достигается тем, цто управляющее напряжение генератора 9 поддерживается равным, О 1 --О приложением выходного напряже 1ния амплитудного детектора 8 к управляющему входу генератора 9. Переход триггера в другое устойчивое состояние начинается в момент поступления отрицательного импульса на входную шину 1 О. При этом управляющее напряжение генератора 9 уменьшается, становясь равным О 1, = Ов (фиг. 2); что соответствует частоте выходных возбуждающих сигналов генератора 9, равной 1 ( Гр, и вследствие высокой добротности пьезокерамического эле" мента амплитуда выходного сигнала на шине 7 (фиг. За,б,в) и на входе амплитудного детектора 8 уменьшается. Это соответствует второму устойчивому состоянию ("О"). Такое состояние сохраняется сколь угодно долго, так как управляющее напряжение генератора 9 поддерживается равным О = О 0 приложением выходного напряжения амплитудного детектора 8 к управляющему входу генератора 9. Переход триггера обратно в первое устойчивое состояние достигается подачей положительного запускающего сигнала на входную шину 1 О. При этом управляющее напряжение генератора 9 увели - чивается (фиг. 2), частота выходных сигналов возбуждения генератора 9 становится равной или близкой резонансной цастоте Г Гр, и на выходной шине 7 и на входе амплитудногс953697 детектора 8 амплитуды выходных на-пряжений увеличиваются (фиг, За,б,в), чем достигается первое устойчивое состояние, которое также сохрянается сколь угодно долго. 5Следует также отметить, что на входную пластину могут подаваться не только прямоугольные входные сигналы возбуждения, а также синусоидальные сигналы, как это показано на1 О фи г. 3 б пун кти ром.Аналогично работает триггер, показанный на фиг. 4Включение дополнительных электродов позволяет увеличить число выходов, а также изменять 15 амплитуду и фазу выходного напряжения за счет выбора параметров подэлектродных областей. 20 Формула изобретения Источники информации,принятые ва внимание при экспертизезв 1. Авторское свидетельство СССРй 520692, кл. Н 03 К 3/286, 1976.2, Авторское свидетельство СССРй 569016, кл, Н 03 К 3/45, 1977=и,Цг= иг иг 1. Пьезоэлектронный триггер, содержащий пьезокерамический элемент и амплитудный детектор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения надежности и быстродействия, он дополнительно содержит двухвходовый генератор, а пьезокерамический элемент выполнен в виде трехэлектродного пьезокерамического биморфного элемента, состоящего из входной и выходной пластин с одним общим электродом, причем выход двухЪвходового генератора подключен к первому электроду входной пластины, второй электрод выходной пластины соединен с выходной шиной пьезоэлект" ронного триггера и входом амплитудного детектора, выход которого подключен к первому входу двухвходового генератора, второй вход которого соединен с входной шиной пьезоэлектронного триггера, третий электрод соединен с общей шиной.2. Триггер по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностей, выходная пластина содержит дополнительный гальванически изолированный электрод, подключенный к второй выходной шине пьезоэлектронного тригге ра.3. Триггер по и. 1, о т л и ч в ющ и й с я тем, что, с целью расшире" ния Функциональных возможностей, входная пластина содержит дополнительный гальванически изолированный электрод, подключенный к второй выходной шине пьезоэлектронного триггера.953697 Составитель С. Прониа Техред Ж, Кастелевич орректор Н, Король Редактор Р. Тираж 959 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6292 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4