Формирователь импульсов Советский патент 1978 года по МПК H03K5/01 

симальное напряжение на аноде тиристор;:, которое должно быть меньше нробивочного напряжения излучателя. При этом излучр,тс.ть посылает в материал механические пмнульеы с амплитудой от О до +А В, т. е. квазилинейный участок нелинейной зависимости между напряжением на длектрода.х и удлинением кристалла пьезоэлектрического «излучателя используется только один раз за один рабочий цикл. Попытки увеличить амплитуду зондирующего и.мпульса за счет увеличения напряжения ведут к электрическому пробою излучателя. Этот недостаток накладывает ограничения на величину .максимальной базы прозвучивания и на отношение «сигнал-шум ультра:звуковых приборов. Цель предлагаемого изобретения - увеличений амплитуды импульса излучателя и КПД устройства.

Для этого в формирователь импульсов, содержаш.ий тиристор, первый и второй диодь1, накопительный конденсатор, пьезоэлектрический излучатель и трансформатор с высоковольтной и низковольтной вторичными обмотками и. первичной обмоткой, подключенной к источнику питаюш.его напряжения. Причем анод первого диода соединен с первым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода соединен с анодом тиристора, накопительный конденсатор включен между анодом тиристора и первым выводом пьезоэлектрического излучателя, катод второго диода соединен с управляющим электродом тиристора, а анод второго диода через низковольтную вторичную обмотку трансформатора подключен к катоду тиристора. Введены новые элементы и изменения схемы, обеспечивающие изменения полярности напряжения на электродах пьезоэлектрического излучателя за время одного рабочего цикла формирователя - введен третий диод, причем катод третьего диода соединен со вторым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки, анод третьего диода соединен с катодом тиристора и вторым выводом пьезоэлектрического излучателя,а точка соединения пьезоэлектрического излучателя с накопительным конденсатором соединена с отводом от середины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора.

.На чертеже дана принципиальная электрическая схема предлагаемого формирователя импульсов.,

Предлагаемый формирователь импульсов содержит трансформатор 1 переменного напряжения с высоковольтной и низковольтной вторичными обмотками, причем высоковольтная обмотка снабжена отводом от середины, первый, второй и третий диоды 2, 3 и 4 соответственно, тиристор 5, накопительный конденсатор 6, пьезоэлектрический излучатель 7. Причем в цепь высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1 последовательно включены первый 2 и третий 4 диоды, а также тиристор 5 таким образом, что анод первого диода 2 соединен с первым крайним выводо.м высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, катод первого диода 2 соединен с анодом тиристора 5, накопительный конденсатор 6 включен .между анодом тиристора 5 и первы.м выводо.м пьезоэлектрического излучателя 7, катод второго диода 3 соединен с управляющим электродом тиристора 5, а анод второго диода через низковольтную обмотку трансформатора 1 подключен к катоду тиристора 5, катод третьего диода 4

соединен со вторым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, анод третьего диода 4 соединен с катодом тиристора 5 и вторы.м выводом пьезоэлектрического излучателя 7, а точка соединения пьезоэлектрического излучателя 7

с накопительным конденсатором 6 соединена с отводом от середины высоковольтной вторичной об.мотки трансформатора 1.

Предлагаемый формирователь импульсов работает следующим образом.

В один из полупериодов переменного напряжения, снимаемого с высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1. первый и третий диоды 2 и 4 оказываются открыты.ми и происходит заряд емкостей накопительного конденсатора 6 и пьезоэлектрического излучателя 7. В течение этого полупериода тиристор 5 и второй диод 3 остаются закрытыми. В следующем полупериоде переменного напряжения выпрямительный диод 3

отпирается, в результате чего потенциал управляющего электрода тиристора 5 начинает возрастать и при определенном значении этого потенциала происходит пробой (отпирание) тиристора 5. В течение этого

полупериода переменного напряжения первый и третий диоды 2 и 4 остаются закрыты.ми, поскольку до момента отпирания тиристоров 5 на электродах накопительного конденсатора 6 и пьезоэлектрического излучателя 7 сохраняется высокое напряжение

соответствующей полярности. Третий диод 4 является существенным признаком предлагаемого формирователя, так как при его отсутствии пьезоэлектрический и.злучатель 7 оказывается включенны.м непосредственно в цепь половины высоковольтной вторичной

обмотки трансформатора 1 и положительный эффект {генерацию широкополосного импульса) получить невозможно. В .мо.мент пробоя тиристора 5 накопительный конденсатор 6 оказывается подключенным параллельно пьезоэлектрическому излучателю 7, причем в начальный момент времени напряжения на электродах названных элементов оказываются равными по величине и противоположными по полярности, поскольKv у трансфор% атора 1 сделан отвоа or середины высоковольтной вторичной оомотки. Так как емкость накопительного конденсатора 6 много больше емкости пьезоэлектрического 1пл чате:1я 7, то tipoiicxoaiiT перераспределение электрических зарядов, в рез.,1ьтате которого напряжение на обкладках 11ье;юэ,1ектрического излучателя 7 и,м(.м111тся по полярности на иротпвоп(). Вследствие пьезоэлектрического эфичКта при пзмененш напряжения на электродах пьезоэ:1ектрическо1о излучателя 7 от --U до - и, где и - напряжение, С1П1маемое с по.ювины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, не npeBbiniaioinee пробивное напряжение излучателя, произойдет деформапия пьезоэлемента пьезоэлектрического лзлучате.1я 7 в предела.х 1 до -ЬЛ К что в два 1)аза болыпе, чем может бьггь получено с помонхью известных (формирователей ил-пульсов. В результате в ирозвучиваемую среду будет послан импульс мехаипческих колебаипй в два раза большей ,1итуды. Благодаря этому можно уве.лпЧ1ггь максимальную базу прозвучпванпя м 15е. отиои1ения «сшнал-шум. В пред.чагаемом формирователе импумьсов увеличение амплитуды импульса достигается за счет более иолного использования квазилинейного участка нелинейной зависимости между напряжением на электродах и удлинением пьезоматериала излучателя. а резисторы и всиомогательные блоки не применяются. Благодаря этому дополнительно обеспечено повышение КПД формирователя импульсов. Форм1/.Н1 изобретения Формировате.чь импч.чьсов, содержащий ;;i iiiciop, первый и второй диоды, накопиi (мьный конденсатор, пьезоэлектрический |-;;5.1 чате,1ь и трансфор% атор с высоково.тьтiioii и н1 зково.тьтноГ| вторичными обмотками и первичной об :откой, подк,1юченной к источнику питающего напряжения, приче анод первого диода соедпнен с первым крайним выводом высоково,тьтной вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода соединен с анодом тиристора, накопительный кондеьсатор вк,тючен между анодом тиристора и первым выводом пьезоэлектрического излучателя, катод второго диода с управляюшим электродом тиристора, а анод второго диода через низково,1ьтную вторичнмо обмотку трансформатора по.дключен к катоду тиристора, отличающийся те.м, что, с целью уве,1ичения амплитуды импул1 са и,злучателя и КПД устройства, в него введен третий диод, причем катод третьего диода соединен с вторым крайним выводом высоковольтной вториЧ ной обмотки, анод третьею диода соединен с катодом TiipncTopa и вторым выводом пьезоэ,тектриче1-кого излучателя, а точка соединения пьезоэлектрического излучате,тя с накопите,1ьным конденсаторо.м соединена с отводом от середины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора. Источники информапш, принятые во внпмание ири экспертизе: 1.Авторское свидетельство СС(1Р М 468357. кл. Н 03 К 3/02, 1972. 2..Авторское свидетельство 340460, кл. В Об В ;06, 1969.

±

-ч

Т

И