Устройство возбуждения пьезоэлектрических преобразователей Советский патент 1990 года по МПК B06B1/06 

Ё

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к устройствам возбуждения акустических сигналов импульсной формы на основе пьезоэлектрических преобразователей. Индуктивность 4 и пьезоэлектрический преобразователь 5 соединены последовательно и образуют последовательный колебательный контур. При разряде статической емкости преобразователя часть энергии возвращается в источник 6 постоянного напряжения, выполненный со средней точкой, что обеспечивает уменьшение потребления электроэнергии и сокращение интервала подготовки. 2 ил.

ь-1,4

Фиг.1

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам возбуждения пьезоэлектрических преобразователей и может быть использовано для формирования зондирующих сигналов при гид- ролокационных и сейсмических исследованиях на акваториях.

Цель изобретения - сокращение интервала подготовки и уменьшение по- требляемой мощности ,

На фиг, 1 представлена функцион- нальная схема устройстваj на фиг02 (а, ,г) - временные диаграммы соответственно напряжений на управляющих входах первого (Uu( ) и второго (-U) ключей, зажимах пьезоэлектрического преобразователя (Un), тока через статическую емкость преобразователя (i).

Устройство содержит первый 1 и второй 2 однонаправленные ключи, генератор 3 импульсов запуска, индуктивность 4, пьезоэлектрический преобразователь 5, источник 6 постоянного напряжения со средней точкой0

Устройство работает следующим образом,,

В момент времени с выхода генератора 3 импульсов запуска (фиг,2а) Подается импульс открывания ключа 1, который, открывшись, подключает выход источника 6 постоянного напряжения к последовательному колебательному контуру, состоящему из индуктивности 4 и пьезоэлектрического преобразователя 5 о Напряжение на зажимах последнего (фиг.2в) за счет заряда его статической емкости начинает нарастать , достигая в момент времени ti максимального значения U, большего вследствие колебательного характера заряда, величины выходного напряжения U источника 6 постоянного напряжения, при этом

W С

R .г 2L0

R

И+ехрО

I4L

w

-R

R - эквивалентное активное сопротивление j учитывающее как преобразование электрической энергии в акустическую, так и тепловые потери; L - величина индуктивности;

0

5

. .,

0

5

0

5

С - величина статической емкости пьезоэлектрического преобразователя

В момент времени Ц ток в цепи преобразователя (фиг02г) спадает до нуля и, начиная с этого момента, напряжение на зажимах преобразователя 5 перестает изменяться (поскольку ключ 1 однонаправленный). После снятия, в момент времени t4, сигнала отпирания первого ключа 1, с задержкой At в момент t с генератора импульсов запуска поступает импульс открывания второго ключа 2. Величина задержки &t выбирается из условия

t t6occr,

где tboccT - время восстановления запирающих свойств ключа 1, После открывания ключа 2 к индуктивности 4 подключается вход средней точки источника Ь постоянного напряжения. Величина напряжения на 3joM выходе, относительно общей шины, .i, поэтому за интервал времени ,t, происходит разряд статической емкости преобразователя до нуля, и в момент времени t напряжение на его зажимах перестает изменяться, так как ключ 2 однонаправленный „ После снятия в момент времени t5 импульса, отпирающего ключ 2, с задержкой на ut на восстановление его запирающих свойств в момент tg вновь может быть подан импульс отпирания ключа 1, что приведет к повторному заряду статической емкости пьезоэлектрического преобразователя.

Возбуждение преобразователя и, следовательно, излучение импульсов давления происходит как при заряде, так и при разряде его статической емкости,, По этой причине удается сократить интервал подготовки до минимальной величины, определяемой быстродействием применяемых ключевых элементов. Малый интервал подготовки позволяет расширить область применения устройства возбуждения гидроакустических преобразователей, так как в нем возможно путем регулировки длительности и периода следования импульсов открызания ключей 1 и 2 регулировать спектральный состав излучаемого акустического сигнала, например формировать фазоманипулированный сигнал

Уменьшение потребляемой мощности обеспечивается тем, что при разряде

статической емкости преобразователя часть энергии возвращается в источник постоянного напряжения, поскольку направление протекания разрядного тока через источник противоположно направлению протекания зарядного тока,. Кроме того, из-за наличия индуктивности значительно меньшая часть энергии теряется в активных сопротивлениях.

Формула изобретения

Устройство возбуждения пьезоэлектрических преобразователей, содержащее последовательно соединенные источник постоянного напряжения, первый однонаправленный ключ, индуктивность и пьезоэлектрический преобраВ

о

Редактор В, Бугренкова

Составитель С„ Юдин Техред М.Дидык

Заказ 1410

Тираж 386

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1569035

0

5

зователь, подключенный к общей шине источника постоянного напряжения, а также генератор импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом первого однонаправленного ключа, отличающееся тем, с целью повышения эффективности за счет сокращения интервала подготовки и уменьшения потребляемой мощности, введен второй однонаправленный ключ, источник постоянного напряжения выполнен со средней точкой, соединенной с выходом второго однонаправленного ключа, вход второго однонаправленного ключа соединен с выходом первого однонаправленного ключа, а управляющий вход второго однонаправленного ключа соединен с вторым выходом генератора импульсов запуска,

Фиг.2

Корректор М, Кучерявая

Подписное