Дифференциальный акустоэлектронный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H04R17/00 

11

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в акустоэлектронных измерительных устройствах для измерения давления.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Дифференциальный акустоэлектрон- ный преобразователь содержит высокочастотный генератор 1, мембранный

датчик 2 на поверхностно - акустичес-J5 мембраны в обеих линиях задержки

20

30

ких волнах (ПАВ), выполненный в виде пьезоэлектрической пластины 3,, имеющей утончение - мембрану 4. На обеих сторонах мембраны 4 расположены соответственно два входных 5, 6 и два выходных 7, 8 встречно - штыревых преобразователей (В111П). Входные ВШП 5 и 6 подключены к высокочастотному генератору 1, Кроме того, преобразователь содержит две ветви 9, каждая из 25 которых содержит первый 10 и второй

11инверторы соответственно, последовательно соединенные первьй 12 и второй 13 соответственно умножители частоты на два, пятый 14 и шестой

15 соответственно однополосные смесители, первый 16 и третий 17 сумматоры соответственно, первый 18 и второй 19 усилители, второй 20 и четвертый 21 сумматоры, также соединенные в кольцо первый усилитель 22, первый 23 - четвертый 26 однополосные смесители. Причем вторые входы однополосных смесителей 23 и 24 подключены к выходу высокочастотного генератора 1, а аналогичные входы смесителей 24 и 26 - соответственно к сумматорам 20 и 21. Выходной В1Ш 7 соединен с входами однополосного смесителя 14 (15) и инвертора 10, выход которого подключен к вторым входам сумматоров 17 и 16, аналогично выходной ВШП 8 подключен к входам блоков 11 и 14, а выход блока 10 соединен с вторыми входами сумматоров 16 и 20. Входы умножителей

12и 13 частоты подключены к выходу генератора 1.

Противолежащие ВШП 5, 6 и 7, 8 расположены на одинаковом расстоянии

40

45

одновременно ПАВ -С выходных ВШП 7 и 8 колебания через две одинаковые ветви 9, каждая из которых содержит инвертор 10 (11)., последовательно соединенные умножитель 12 (13) часто ты на две однополосный смеситель 14 (15), сумматор 16 (17), усилитель 18 (19) и сумматор 20 (21), поступают на вторые входы однополосных смес телей 24 и 26 соответственно. Включе ные кольцом усилитель 22 и однополос ные смесители 23-26 образуют автоколебательную систему, в которой при выполнении условий баланса фаз и амплитуд возникают автоколебания, част ты которых на выходе усилителя 22 определяется разностью фаз между колебаниями, имеющими место на вторы входах однополосных смесителей 24 и 26.

При отсутствии информационного сигнала, воздействующего на мембрану 4, времена задержки ПАВ на верхней и нижней сторонах мембраны 4 при усл вии идентичности структур ВШП одинаковы. Задержанные сигналы с частотой генератора W,,, пройдя две ветви 9, поступают на смесители 24 и 26. В силу идентичности ветвей 9 сдвиг фаз между сигналами, имеющими место на выходах сумматоров 16, равен нулю. Этому нулевому сдвигу фаз соответств ет значение частоты колебаний Юд на выходе усилителя 18.

При воздействии информационного сигнала на мембрану 4 последняя испытывает механические деформации,что приводит к изменениям как геометрии ВиШ, так и к изменению длины пути

от центра пластины 3. ВШП 5-8 образу-55 распространения ПАВ. Это приводг1Т к

На выходах однополосных смесителей 14 и 15 выделяется сигнал с частотой, равной разности частот колеба

НИИ, поданных на их входы.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигнал с высокочастотного генератора 1 поступает на мембранный датчик 2, представляющий собой пъезо- эх1ектрическую пластину 3 с мембраной 4, Сигнал поступает на входные ВШП 5 и 6, преобразуется в распространяющиеся на верхней и нижней сторонах

0

0

0

5

одновременно ПАВ -С выходных ВШП 7 и 8 колебания через две одинаковые ветви 9, каждая из которых содержит инвертор 10 (11)., последовательно соединенные умножитель 12 (13) частоты на две однополосный смеситель 14 (15), сумматор 16 (17), усилитель 18 (19) и сумматор 20 (21), поступают на вторые входы однополосных смесителей 24 и 26 соответственно. Включенные кольцом усилитель 22 и однополосные смесители 23-26 образуют автоколебательную систему, в которой при выполнении условий баланса фаз и амплитуд возникают автоколебания, частоты которых на выходе усилителя 22 определяется разностью фаз между колебаниями, имеющими место на вторых входах однополосных смесителей 24 и 26.

При отсутствии информационного сигнала, воздействующего на мембрану 4, времена задержки ПАВ на верхней и нижней сторонах мембраны 4 при условии идентичности структур ВШП одинаковы. Задержанные сигналы с частотой генератора W,,, пройдя две ветви 9, поступают на смесители 24 и 26. В силу идентичности ветвей 9 сдвиг фаз между сигналами, имеющими место на выходах сумматоров 16, равен нулю. Этому нулевому сдвигу фаз соответствует значение частоты колебаний Юд на выходе усилителя 18.

При воздействии информационного сигнала на мембрану 4 последняя испытывает механические деформации,что приводит к изменениям как геометрии ВиШ, так и к изменению длины пути

ют две линии задержки, направления распространения ПАВ в которых идентичны.

противофазному изменению времен задержки сигнала, распространяющегося на верхней и нижней сторонах мембраны, т.е., если время задержки линии задержки, образованной ВШ1 5 и 7, изменилось на величину время задержки линии задержки, образованной ВШП 6 и 8, изменится на величину дТ . В результате этого сдвиг фаз между колебаниями на вьбсодах сумматоров 16

будет отличен от нуля, что приведет к изменению частоты автоколебательной системы, образованной блоками 22- 26, на некоторую величину ЛСО. Регистрируя это изменение частоты, можно измерить величину информационного сигнала, воздействующего на мембрану 4,