ДВУХПОРОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-ОГРАНИЧИТ!ВСЕСОЮЗНАЯаАТ?НТИО"Т?ХШиаШ ^^^Б^БЛ11ОТШД Советский патент 1972 года по МПК H03K3/45 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, в частности в схема.х, где входной величиной является низкочастотное напряжение, в то время, как контролируемой величиной является величина высокочастотного поля или напряжения.

Известны иороговые устройства на основе параметров, у которых тонкая магнитная илеика помеш,ается в высокочастотное иоле накачки. Такие устройства могут быть применены в .качестве пороговых преобразователей частоты. Однако им свойственна зависимость частоты преобразования от частоты напряжения накачкн, слабая помехозанипценность из-за связи входа и выхода устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем тонкая магнитная пленка, используемая в качестве нреобразующего элемента, расположена в системе катушек так, что ее ось легкого намагничивания перпендикулярна к оси катушки преобразуемого сигнала, вход которой через фазовый детектор и усилитель соединен с генератором возбуждения, и параллельна оси катушки преобразованного сигнала, к которой подсоединен амплитудный детектор. В результате входная и выходная цепи полностью разделены, частота преобразованного сигнала не зависит от частоты напряжения накачки, повышается

номехозапипцеиность устройства, так как для нреобразоваиия используется не параметрическое деление частоты, а магиитоунругое взаимодейств1 е двух систем - пленки (магнитная система) и подложки (акустическая система), на которую напылена плепка. В системе пленка-подложка возбуждаются акустические (изгибиые) колеба)П1я. Частота нзгнбных колебаний определяется линейными размерами и модулем Юнга нодложки. Соотношение частот входного сигнала, частоту которого нужно преобразовать, и преобразованного может колебаться в иределах раз. Кроме того, цепь входного и преобразованного сшналов полностью разделены (по частоте - это два независимых осциллятора).

Ма фиг. 1 ириведена блок-схема устройства; на фиг. 2 изображена зависимость амнлнтуды

нараметрнческих колебаний от поля накачки (нри фиксированном ноле нодмагничивання). Схема устройства состоит из высокочастотного генератора / накачки, с которого 1аиряжение через усилитель 2 мониюсти поступает

в катушку LI возбуждения, входящую в резонансный контур LiC. Генератор создает в катушке L необходимое но величине поле накачки Яр. В пленочных параметронах эта величина колеблется в широких иределах и ния Яо, но и параметрами самой пленки, в частности величиной поля анизотропии Я. Катушки Гельмгольца La (на чертеже показана одна катушка) соединены с источником постоянного тока 5 и обеспечивают постоянное поле подмагничивания пленки Яо. Катушка LS преобразуемого сигнала через фазовый детектор 4, который, в свою очередь, соединен с выходом генератора 1, через усилитель 5 подключена к входу генератора. Катушка L4 преобразованного сигнала, к которой присоединен конденсатор Сг, соединена с входом амплитудного детектора 6, с выхода которого снимается сигнал преобразованной частоты. Тонкая магнитная пленка 7, пап1лленная на немагнитную подложку 8, помеш,ена внутри катушек LI, Lz, L, L свободно без закренления или закреплена в точках, которые остаются неподвижными при изгибных колебаниях подложки. Ось легкого памагничивания нленки, т. е. направления, в котором ориентируется вектор магнитного момента Л1 плепкн Б отсутствии впешпих полей, на чертеже обозначена как паправлепие поля анизотропии пленки Hii. Источник 9 преобразуемого сигнала подключен к катушке Lj. Устройство работает следуюшпм образом. В катушке возбуждения, которая питается от генератора через усилитель, создается высокочастотное поле возбуждения Яр. Катушками Гельмгольца 2 создается иоле подмагничивання Яо. Эти поля приложены в плоскости магнитной пленки, расположенной внутри катушек. Величины полей HP и Яо соответствуют значенням, при которых в пленке получают врашение магнитного момента М, а в контуре возникают устойчивые параметрические колебания. На вход катушки LS преобразуемого сигнала от источника нодается напряжение, характеризуюшее состояние контролируемого объекта. Частота этого напряжения должна быть равна частоте напряжения возбуждения, подаваемого с высокочастотного генератора а быть с ним в фазе. Для создания сннфазиости этих напряжений катушка La преобразуемого сигнала соединена с фазовым детектором, на который подается также напрялсение с генератора. Выход фазового детектора цепью обратной связи через усилитель 5 соединен с входом генератора. Ввод в схему устройства генератора с регулируемым выходом позволяет изменять величину Яр (см. фиг. 2), что дает возможность устройству нри одной и той пороговой величине Яр2 и Ярд работать в широком интервале входных сигналов. Разделение величины поля Яр па две составляющие, одна из которых создает исходное рабочее состояние устро1 1ства (генератор / через уснлнтель 2 соедпиеи с Lj), а другая является входной (источник 9 преобразуемого сигнала соединен с Ls), требует создания синфазности этих двух составляющих при непременном соблюдении условия, что частота входного сигнала и частота генератора Должны быть равны. Для обеспечения синфазности в цепи обратной связи включен фазовый детектор и усилитель 5, цель которых выработать напряжение разностной частоты - разность частот генератора и источника входного сигпала. На эту разность (сигнал рассогласования) реагирует генератор, выдавая напряжение на выходе, синфазное с напряжением источника. Пусть нанряженню накачки (нолю Яр1), нодаваемому на контур LiCi, соответствует амплитуда устойчивых параметрических колебаний на характеристике Lnap - точка Л (см. фиг. 2). Нри подаче в катушку La напряже 1ия, синфазного с напряжением накачки, поле в катушке будет совпадать по фазе с полем Л р - -Д/Ур (до точки Б) не будет превышать значение поля Яр2 в системе будет линейный рост амплитуды параметрических колебаний (на характерпстике это выразится приращением амплитуды At/nap). Как только Яр,+ +АЯр станет больше Яр2 в результате нелинейного взаимодействия магнитной системы (плепка) с немагнитной системой (нодложка) через магнитнострикционные силы, произойдет резкий скачок амплитуды параметрических колебаний (точка В) с одновременным возникновением низкочастотной амплитудной модуляции. Частота этой модуляции определяется механическими характеристиками подложки. Глубина модуляции по экспериментальным данным пропорциональна превышению поля АЯр2 над значением Нр . Участок от точки А до точки Б на характеристике является участком преобразования частоты. Нараметрпческие колебания, промодулированные по амплитуде, с катушки L преобразуемого сигпала поступают на амплитудный детектор 6 п далее па выход. На выходеполучается сигнал, частота которого в меньше частоты преобразуемого сигнала. В связи с тем, что в устройстве использован принцип параметрического усиления, выходной сигнал может иметь величину нескольких вольт. Если сигнал, подаваемый в катушку преобразуемого сигнала (плн сумма полей ЯpJ-f АЯр,+АЯр2) стал больше значения Ярз где Ярд-порог ограничения, на выходе устройства в этом случае сигнала нет (точка В). Предмет изобретения

источником сигнала, генератора высокой частоты с катушкой возбуждения, катушку преобразованного сигнала и тонкую магнитную пленку, помещенную в поле упомянутых катушек, отличающийся тем, что, с целью устранения гальванической связи входа и выхода преобразователя устройства и повышения его помехоустойчивости, он содержит амплитудный и фазовый детекторы, а магнитная пленка выполнена на диэлектрической подложке и расположена в системе катушек так, что ось ее легкого намагничивания перпендикулярна к оси катушки преобразуемого сигнала, соединенной также через фазовый детектор с генератором, и параллельна оси катушкн преобразованного сигнала, к которой подключен амплитудный детектор.

U2. 1 Выход