Ультразвуковой генератор Советский патент 1977 года по МПК G01N29/04 H03B3/04 

Изобретение относится к области ультразвуковой техники и может быть использовано для ультразвуковой микросварки при сборке интегральных схем.

Известен ультразвуковой генератор, содерл ащий задающий генератор, лредусилитель, усилитель мощности, преобразователь и цепь обратной связи 1.

Недостатком его является низкое качество микросварки, так как используется автоматическая подстройка частоты задающего генератора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ультразвуковой генератор, содержащий соединенные последовательно задающий генератор, предусилитель, усилитель мощности, согласующий блок, фазовращатель, фазовый детектор и блок управления, и .акустический преобразователь, первый вход которого подключен к выходу согласующего блока, а второй вход - к выходу усилителя мощности 2.

Недостатком его является низкая эффективность генератора.

Цель изобретения - повыщение эффективности генератора.

Для этого предлагаемый ультразвуковой генератор снабжен дополнительным фазовым детектором, первый вход которого подключен

к выходу согласующего олока, второй вход - к преобразователю, а выход - к второму входу блока управления, и блоком программного управления, два выхода которого соединены с входами блока правления, а согласующий блок выполнен в виде трех реактивных сопротивлений, соединенных по Uобразной или Т-образной схемам, одно которых подключено соответственно параллельно НЛП последовательно с преобразователем, а два других соедпнены с выходами блока уиравления.

На фиг. 1 и 2 представлены блок-схемы генератора, в котором согласуюн; 1Й блок выполнен соответственно по Т-образной и Т1образной схемам.

льтразв ковой генератор еодержит соединенные поеледовательно задающий генератор 1, предусплитель 2, усплптель 3 моидности, согласующий блок 4, фазовращатель 5, фазовый детектор 6 и блок 7 управления. К выходу согласующего блока подключен акустический преобразователь 8, второй вход которого подключен к выходу усилителя мощности. К выходу согласующего блока подключен фазовый детектор 9, второй вход которого подключен к преобразователю, а выход - к второму входу блока управления. С входами блока управления соединен блок 10 программного унрав.юния. Согласующий блок 4 выполнен в виде грех реактивных сопротивлений II, 12 и 13, соединенных по П-обр.азной или Т-образной схемам, в которых сопротивление 12 соответственно подключено параллельно или последовательно с преобразователем 8, а сопротивления 11 и 12 подключены к выходам блока 7 управления. Ультразвуковой генератор работает следующим образом. С-выхода задающего генератора 1 напряжение, усиленное иредусилителем 2 и усилителем мощности, подается через согласующий блок 4 на акустический преобразователь 8. Для согласования выходного импеданса генератора 1 и импеданса преобразователя 8 необходимо, чтобы величины реактивных сопротивлений 11, 13 (11 и 1з) изменялись по закону: для Т-образной схемы - формулы (1) и (2), для П-образной - формулы (3) и (4) X -Р lA+()1 - 0 К R+(X+Xt,) (X + Xi,) -1 +X+Xi. УRoR L гOpG -°У а.,(в, I 1/ G« + (B + )-I К G« + в + где Ru, GO - .выходной импеданс и выходная проводимость ультразвукового генератора; R, G - активные составляющие соответственно импеданса и проводимости электроакустического преобразователя; X, В - реактивные составляющие импеданса и проводимости акустического преобразователя;Xiz - величина реактивного сопротивления 12. Функции управления (1) и (2) на фиг. 1 и функции (3) и (4) на фиг. 2 реализуются с помощью блока 7 управления, на входы которого подаются с выхода блока 10 программного управления постоянные напряжения, пропорциональные величинам Xiz и единице, а с выхода фазового детектора 9 подается напряжение, пропорциональное реактивной составляющей импеданса (см. фиг. 1) и проводимости (см. фиг. 2) акустического преобразователя 8. С выхода фазового детектора 6 подается напряжение, пропорциональное активной составляющей импеданса (см. фиг. 1) или проводимости (см. фиг, 2) акустического преобразователя. Фазовращатель 5 служит для подачи на вход фазового детектора 6 квадратурного выходного напряжения преобразователя относительно входного напряжения фазового детектора 9. При изменении импеданса (проводимости) акустического преобразователя во время работы величины реактивных сопротивлений 11 и 13 подстраиваются с помощью фазовращателя, фазовых детекторов и блока управления таким образом, что режим оптимального согласования восстанавливается, и генератор отдает максимум мощности, работая на согласованную нагрузку. Это позволяет обеспечить эффективность генератора, что ведет к заучщению качества и повыщению надежности контроля сварных соединений. Формула изобретения Ультразвуковой генератор, содержащий соединенные последовательно задающий генератор, предусилитель, усилитель мощности, согласующий блок, фазовращатель, фазовый детектор и блок управления, и акустический преобразователь, первый вход которого подключен к выходу согласующего блока, а второй вход - к выходу усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности генератора, он снабжен дополнительным фазовым детектором, первый вход которого подключен к выходу согласующего блока, второй вход - к преобразователю, а выход - к второму входу блока управления, и блоком программного управления, два выхода которого соединены с входами блока управления, а согласующий блок выполнен в виде трех реактивных сопротивлений, соединенных по П-образной или Т-образной схемам, одно из которых подключено .соответственно параллельно или последовательно € преобразователем, а два других соединены с выходами блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Донской А. В. и др. Ультразвуковые технологические установки. «Энергия, 1968, с. 170-174. 2.Авторское свидетельство СССР №213114, кл. Н ОЗВ 3/04, 1966.