Пьезоэлектронное одностабильное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик пц 961109(23) Приоритет ВЬаударстюный квинтет СССР ае делам нзабретеннй н открытнй) Заявитель нинградский ордена Ленин институт им. И.И. политехническилинина(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННОЕ ОДНОСТАБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ яврепо ройств оких и ение и а жела ной си вие пьезоэлекта также качестве устройств пьезокера езо- ельстны устр герны рых м бильн ва, и томат е пье польз ки Изобретение относитсяронной импульсной техникможет быть использованофункционального модуля дстабилизации напряжениямическими трансформатора пьезоэлектронные тригйства, на основе кототь построены полноста" оэлектронные устройстемые в устройствах авВ известный устройствах. триггерный эффект достигается приложени 3 ем высоких переполяризуемых пере,менных полей, за счет чего на выхоА ных электродах происходит изменение фазы выходного сигнала. Они содержат пьезокерамический трансформатор, и желаемый эффект достигается управлением выходным питающим 3 напряжением Г 11 Недостатками этих ус ляются использование вы ляризуемых ролей, приме трансформатора, не всег ный модулированный выход нал и низкое быстродейс Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектронное триггерное устройство на основе которого может быть построено одностабильное пьезо электронное устройство. Переход из одного устойчивого состояния в другое для такого устройства, выполненного на основе пьезотранс" форматора, осуществляется за счет подачи высоких напряжений смещения Есм на управляющую секцию пьезотрансформатора. Известно, что для пьезотрансформаторов смещение резонансной частоты Г примерно на 5 требует подачи напряжения смеще ния ЕсмЪ 400-800 В Г 2.961109 Пьезоэлектронное одностабильное устройство содержит (фиг. 1) пьезокерамический биморфный элемент, состоящий из входной 1 и выходной 2 пластин, связанных сплошным электродом 3 в акустически монолитную конструкцию, сплошной электрод 4 на другой грани входной пластины, гальванически не связанные электроды 5 и 6 на грани выходной пластины соответствен но соединены с выходными шинами 7 и 8, выход генератора управляемого нап . ряжением (ГУН) 9 соединен с электродами входной пластины, а вход - с шиной 10 запускающих импульсов,55Пьезоэлектронное одностабильное устройство работает следующим образом. Недостатками такого устройстваявляются высокие входные управляю-.щие напряжения, низкое быстродей"ствие и неустойчивая работа,Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия.Поставленная цель достигаетоятем, что в пьезоэлектронном одностабильном устройстве, содержащемпьезокерамический элемент и генератор с управляющим входом, пьезо"керамический элемент выполнен ваиде биморфного элемента со сплошными электродами на гранях исходной пластины Один из которых яв 15ляется общим с выходной пластиной, и гальванически не связанными электродами на другой гранивыходной пластины, при этом выходгенератора подключен к электроду, 20являющемуся общим для входной ивыходной пластин, другой электродвходной пластины соединен с шинойнулевого потенциала, гальваническине связанные электроды выходной плас тины соединены с выходными шинами,а управляющий вход генератора подключен к входной шине пьезоэлектронногоодностабильного устройства,На. фиг.представлена схема пьезоэлектронного одностабильного устройства; на фиг. 2 - диаграмма входных и выходных напряжений; на фиг.3 зависимость частоты генератора от уп-равляющего напряжения на фиг. 4 - за)35висимость амплитуды выходного напряжения от частоты при постоянной амплитуде входного напряжения для данного способа включения пьезокерамического элемента. Условимся, что направление стрелки указывает наЬравление положительной остаточной поляризации. Подэлектродные области электродов 5 и 6 выход ной пластины 2 и электрода 4 входной пластины 1 с целью получения максимальной амплитуды выходных напряже- . ний поляризованы ( как показано на фиг. 1). 8 исходном состоянии, когда на вход ГУН 9 не поступают запускающие сигналы, на электроды 3 и 4, со" единенные с. шиной нулевого потенциала, подаются сигйалы прямоугольной формы с амплитудой, значительно меньше амплитуды, напряжения переполяризации и частотой Г 12, (1 = 1,1- 1,.3). Это соответствует управляющему напряжению ГУН 9 О = ОЗа счет обратного пьезоффекта йластина 1 деформируется, эта деформация передается выходной пластине 2 и, благодаря прямому пьезоэффекту, на выходной шине 8 сигнал имеет амплитуду, а на шине 7 амплитуда выходного сигнала мала (фиг. 3 и 4). Такое состояние может сохраняться неограниченное время. При подаче сигнала отрицательной полярности на шине 10 запускающих импульсов управляющее напряжение ГУН 9 уменьшается, становясь равным О= О (фиг.3), что соответствует частоте выходных сигналов ГУН 9 Г = Г " Гр (фиг. 4), амплитуды выходных сигналов на шине 7 увеличиваются, а на шине 8 уменьшаются (фиг. 2 а, б, в, г 4). Длительность низких и высоких амплитуд выходных сигналов определяется длительностью входных запускающих сигналов и инерционностью пьезокерамического элемента.Такое пьезоэлектронное одностабильное устройство может работать и от положительных запускающих сигналов, при этом исходному состоянию устройства соответствует частота выходных сигналов ГУН 9, равная. или близкая к резонансной, Следует отме" тить, что на электроды 3 и 4 входной пластины 1, от ГУН могут подаваться не только прямоугольные, то и синусоидальные сигналы (показано на фиг. 2 б пунктиром) , т.е, ГУН может представлять собой генератор синусоидальных напряженйй.Использование предлвгаемого устройства имеет сомостоятельное значе ние, как элемента импульсной (цифровой) техники, а также оно может быть96применено в качестве функциональногомодуля в устройствах стабилизациинапряжения с пьезокерамическими трансформаторами.Это позволяет повысить точностьи стабильность работы, увеличиваетКПД и надежность, а также делаетустройство повышенной серийноспособности,При этом используются сигналы низкого уровня, узлы схемы выполняютсяна основе интегральных микросхем(имеют с ними сопряженные уровнисигналов),формула . изобретенияПьезоэлектронное одностабильное устройство, содержащее пьезокерамический элемент и генератор с управляющим входом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения быстродействия, пьезокерамический элемент вы 1109 6полнен в виде биморфного элементасо сплошными электродами на гранях входной пластины, один из которых является общим с выходной пласти 5 ной, и гальванически не связаннымиэлектродами на другой грани выходной пластины, при этом выход генератора подключен к электроду, являю"щемуся общим для входной и выходной 10 пластин, другой электрод входнойпластины соединен с шиной нулевогопотенциала, гальванически не связанные электроды выходной пластины соединены с выходными шинами, а управля.1 ющий вход генератора подключен квходной шине пьезоэлектронного одностабильного устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССРУ 520692, кл, Н 03 К 3/286, 1976.2. Авторское свидетельство СССРУ 569016, кл. Н 03 К 3/45, 1977963109 Составитель С. Прониндактор Т, Кугрышева Техред МРейвес Корректор Е Рощ е е по 4/ 113 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 йг Уаю ее еевеввеееееввевве е акаэ 7314/74 Тир ВНИИПИ