Магнитострикционный преобразова-ТЕль C РАСпРЕдЕлЕННыМи ОбМОТКАМиВОзбуждЕНия Советский патент 1981 года по МПК H04R15/00 

I

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к устройствам возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК), и может использоваться в ферроакустических устройствах обработки и хранения цифровой и аналоговой информации.

Известен магнитестрикционный преобразователь с распределенными обмотками, содержащий вoзбyждae ый и возбуждающий звукопроводы, выходные обмотки, формирователь возбуждающих импульсов со входной обмоткой 01

Недостаток известного устройства состоит в длительном времени процесса возбуждения ультразвукового импульса.

Наиболее близким техническим решением является устройство, включающее возбуждающий и возбуждаемый звуко/фоводы, одни концы которых сопряжены с демпферами, а другие соединены с отражающими нагрузками

входную обмотку, нанесенную на возбуждающий звукопроБОд у демпфера, выходными обмотками, нанесеенными на возбуждающий звукопровод между входной обмоткой и. отражающей нагрузкой, обмотки возбуждения, нанесенные на возбуждаемый звукопровод, одними концами соединенные с соответствующими выходами формирователей импульсов тока, входы которых соединены с соответствующими выходными обмотками, другие концы обмоток возбуждения подсоединены к источ1шку питания, задающий генератор, выход которого соединен с одним концом обмотки возбуждения, другой ее конец соединен с земляной шиной 2.

Недостаток известного устройства состоит в низкой помехоустойчивости.

Цепь изобретения - повьш1ение помехоустойчивости.

Постешленная цель достигается тем, что в устройство введена обмотка опорного сигнала, обмотки считывяния, нанесенные на возбуждаемый звукопровод, схема выделения сигнала и схема сравнения, причем обмотка опорного сигнала нанесена на тот же участок возбуждающего звукопровода, что и обмотка возбужде1шя, один из ее концов подсоединен к первому входу блока сравнения, а другой соединен с земляной шиной, считывающие обмотки, одни концы которых подключены к земляной шине, а другие соединены с соответствующими входами схемы выделения сигнала, чередуются с обмотками возбуждения,а выход выделения сигнала соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторыми входами формирователей импульсо тока.

Иа чертеже схематически изображен устройство.

Устройство содержит возбуждаемый звукопровод 1, демпферы 2 и 3,обмотки 4 возбуясдения на возбуждаемом звукопроводе, источник 5 питания, фop шpoвaтeли 6 импульсов тока, задающий генератор 7, отралсающие нагрузки 8 и 9, возбуждающий звукопровод 10, обмотку 11 возбуждения на возбуждающем звукопроводе, выходные обмотки 12, обмотку 3 опо|)ного сигнала, считывающие обмотки 14, схему 15 выделения сигнала, схему 16 сравнения, земляную шину 17.

Звукопроводы 1 и 10 с одной стороны сопряшены с демпферами 2 и 3, а с другой - соединены с отражающими нагрузками 8 и 9. Обмотки возбуждени 4.1 - 4.5 нанесены на звукопровод 1, распределены по длине зоны возбуждения и одними концами соединены с источником 5 питания, а другими с соответствующими выходами формирователей 6.1 - 6.5 импульсов тока. Обмотка 11 возбуждения размещена между демпфером 3 и выходными обмотками 12 и соединена с выходом задающего генератора 7. Выходные обмотки 12,1 - 12,5 нанесены на звукопровод 10 и распределены по его дпине. Одним концом обмотки 12 соединены с соответствующими первыми входами формирователей 6.1 - 6.5 импульсов тока, а другим соединены земляной шиной 17. Считывающие обмотки 14.1 - 14.5 нанесены на звукопровод 1, чередуются с обмотками возбужде1тя 4.1 - 4.5 и одним концом соединны с соответствующими входами схемы выделения сигналов, а другим соединены с земляной шиной 17. Считывающая обмотка 13, нанесенная на звукопровод 10, размещена вместе с обмоткой возбуждения 11 и охватьтает тот же участок эвукопровода 10, что и обмотка 11. Одним концом она подсоединена к первому входу схемы 16 сравнения, а другим концом к земляной шине 17, Ко второму входу схемы 16 сравнения подсоединен выход схемы 15, а выход схемы 16 сравнения соединен со вторыми входами формирователей 6.1 - 6.5 импульсо тока.

Устройство работает следующим образом.

С задающего генератора 7 в обмотку 11 возбуждения поступает импульс тока . За счет магнитострикционного эффекта в звукопроводе 10 под обмоткой 11 формируются прямой и обратньш ультразвуковые импульсы. Обратный импульс поглощается демпфером 3, а прямой распространяется в направлении нагрузки 9.

Одновременно с возбуждением ультразвукового импульса в звукопроводе 10 под обмоткой 11 в обмотке опорного сигнала 13 наводится ЭДС, соответствующая изменению индукции из В г (остаточная индукция) в Вт (соответствующее значение индукции). Сигнал наводимый от обмотки 1 1, компенсируется, например, идентичной системой обмоток без магнитопровода (на чертеже не показана). Параметры обмотки 3 подобраны так, чтобы сигна соответствующий изменению индукции в звукопроводе 10 под обмоткой 11, равнялся сигналу на выходе устройства и соответствовал величине ультрзвукового импульса необходимой для записи информации в носителе информации накопителя. Этот сигнал постуI„,,

пает на второй вход схемы 16 сравнения и преобразуется там в потенциал, который не меняется до прихода следующего сигнала. За счет обратного магнитоупругого эффекта (эффекта Виллари)в выходной обмотке 12.1 наводится ЭДС,и сигнал с обмотки 12.1 поступает на первый вход формирователя 6.1 импульсов тока, который открывается и от источника 5 питания через обмотку 4.1 возбуждения протекает импульс тока. За счет магнитострикционного эффекта под обмоткой 4.1 в звукопроводе 1 форми руется прямой и обратный ультразвуковые импульсы. Обратный импульс поглощается демпфером 2, а прямой импульс по звукопроводу 1 распространяется к отражающей нагрузке 8 Параметры обмоток 14.1-14.5 выбраны так, чтобы амплитуда сигнала за сче магнитоупругого эффект бьша кратна числу сложений с учетом затухания и факторов, действующих на устройство в процессе работы. С обмотки 14.1 сигнал поступает на вход схемы 15, с выхода которой сигнал поступает на первый вход схе мы 16 сравнения, где он преобразует ся в соответствующий потенциал. Есл уровень сигнала на первом входе схе мы 16 меньше опорного на втором входе, на выходе схемы 16 сохраняется разрешаюнщй потенциал, который подается на вторые входы формирователей 6 импульсов тока. Процесс возбуждения под обмотками 4.2-4.5 и в обратном направлении от 4.5 к 4.1 происходят аналогично. Сложение ультразвуковых импульсов происходит до тех пор пока потенциал на втором входе схемы 16 сравнения не превысит эталонного напряжения на первом входе. После этого на выходе схемы 16 появляется запрещающий потенциал и формирование ультразвукового импуль са в звукопроводе 1 прекращается. Так как процесс считьшапия с обмот 13 в звукопроводе 10 и процесс возбуждения в звукопроводе 1 происходит в одинаковом режиме (например в режиме остаточной индукции, то все внешние факторы в достаточно широком диапаз оне идентично действу на процесс изменения намагниченност под действием ультразвуковых импуль сов и под действием поля. Если пред положить, что амплитуда импульса на выходе устройства постоянна и достаточна для записи в носителе информации, то величина считанного сигнала от этого импульса зависит только от величины остаточной намаг ниченности в зоне считьтания, которая, в свою очередь, определяется уровнем воздействия внешних факторо (температура, механические напряжения, магнитное поле). 706 Таким образом в процессе преобразования подключается количество формирователей необходимое для создания строго определенной амплитуды импульса. Естественно при этом приходится в конструкции заложить избыточное количество распределенных звеньев преобразования и чем их больше, тем выше точность получения заданной амплитуды и тем шире область устойчивой работы устройства. Формула изобретения Магнитострикционный преобразователь с распределенными обмотками возбуждения, включающий возбуждающий и возбуждаемый звукдпроводы, одни концы которых сопряжены с демпферами, а другие соединены с отражающими нагрузками, входную обмотку, нанесенную на возбуждающий звукопровод у демпфера, выходными обмотками,нанесенными на возбуждающий звукопровод между входной обмоткой и отражающей нагрузкой, обмотки возбуждения, нанесенные на возбуждаемый звукопровод, одними концами соединенные с соответствующнми выходами формирователей импульсов тока, входы которых соединены с соответствующими выходными обмотками, другие концы обмоток воз буждения подсоединены к источнику питания, задаювдй генератор, выход которого соединен с одним концом обмотки возбуждения, другой ее конец соединен с земляной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в . устройство введены обмотка опорного сигнала, обмотки считывания, нанесенные на возбуждаемьш звукопровод, схема выделения сигнала и схема сравнения, причем обмотка опорного сигнала нанесена на тот же участок возбуждающего звукопровода, что и обмотка возбуждения, один из ее концов подсоединен к первому входу блока сравнения, а другой соединен с земляной шиной, считывающие обмотки, одни концы которых подключены к земляной шине, а другие - соединены с соответствующими входами схемы выделения сигнала, чередуются с обмотками возбуждения, а выход схемы выделения сигнала соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой сое/щнен со вторыми входами формирователей импульсов тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 83907 0 1.Авторское свидетельство СССР № 492050, кл. И 04 R 15/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 534889, кл. Н 04 R 15/00, 1975 (прототип).