Устройство возбуждения пьезоэлектрических преобразователей

 

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.

а» (11l (gg)g В 06 В 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

СЮ

С

ФиИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

t (21) 4197939/24-10 (22) 23.02.87 (46) 07,06.90. Бюл» 21 (71) Горьковский политехнический институт (72) Б.Я, Гумановский, И.В. Блинов, И.Д. Кротов и Е.И. Торгушин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

У 371977, кл. В 06 В 1/06, 1973. (54) УСТРОЙСТВО В031>УЖДЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 1IPEOSPA30BATEJIEH (57) Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к

2 устройствам возбужденияакустических сигналов импульсной формы на основе пьезоэлектрическйх преобразователей.

Индуктивность 4 и пьезоэлектрический преобразователь 5 соединены последотельно и образуют последовательный колебательный контур. При разряде статической емкости преобразователя часть энергии возвращается в источник

6 постоянного напряжения, выполненный со средней тонкой, что обеспечивает уменьшение потребления электроэнергии и сокращение интервала подгОтОВки. 2 ил °!

569035

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам возбуждения пьезоэлектрических преобразователей и может быть использовано для форми5 рОвания зондирующих сигналов при гид-ролокационных и сейсмических исследованиях на акваториям.

Цель изобретения — сокращение интервала подготовки и уменьшение потребляемой мощности.

На фиг. 1 представлена функционнальная схема устройства; на фиг.2 (а, б в,г) - временные диаграммы соответсТвенно напряжений на управляющих взводах :первого (U,) и второго (U <) кЛючей, зажимах пьезоэлектрического преобразователя (U„), тока через сТатическую емкость преобразоватеМ (1) 20

Устройство содержит первый 1 и второй 2 однонаправленные ключи, генератор 3 импульсов запуска, индуктивность 4, пьезоэлектрический преобразователь 5, источник 6 постоянного напряжения со средней точкой, Устройство работает следующим образом, В момент времени t=O 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 индуктив,Вости 4 и пьезоэлектрического преобI . фазователя 5. Напряжение на зажимах последнего (фиг.?в) за счет заряда

его статической емкости начинает нарастатьу достигая В MDMeHT Времени 40 максимального значения U, больШего вследствие колебательного характера заряда, величины выходного напряжения U источника 6 постоянного напряжения, при этом

45 где R — - эквивалентное аКтивное сопротивление, учитывающее как преобразование электрической

55 энергии в акустическую, так и тепловые потери, L — величина индуктивности;

С вЂ” величина статической емкости пьезоэлектрического преобразователя, В момент времени С ток в цепи преобразователя (фиг.2г) спадает до нуля и, начиная с этого момента, напряжение на зажимах преобразователя 5 перестает изменяться (поскольку ключ 1 однонаправленный), После снятия, в момент времени t< сигнала отпирания первого ключа 1, с задержкой 6t в момент t с генератора импульсов запуска поступает импульс открывания второго ключа 2. Величина задержки 5t выбирается иэ условия б t t поестs где t — время восстановления запирающих свойств ключа 1 °

После открывания ключа 2 к индуктивности 4 подключается вход средней точки источника 6 постоянного напряжения ° Величина напряжения на эуом выкоде, относителЬно общей шины, U =U U„, поэтому за интервал времени 1 -С =, происходит разряд статической емкости преобразователя до нуля, и в момент времени t4 напряжение на его зажимах перестает изменяться, так как ключ 2 однонаправленный, После снятия в момент времени t> импульса, отпирающего ключ 2, с задержкой на b,t на восстановление его запирающих свойств в момент t< 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 регулнровки длительности и периода следования импульсов открывания ключей 1 и 2 регулировать спектральный состав излучаемого акустического сигнала, например формировать фазоманипулированный сигнал.

Уменьшение потребляемой мощности обеспечивается тем, что при разряде

Формула изобретения

Составитель С.

Редактор В, Бугренкова Техред М.Дидык

Корректор М, Кучерявая

Подписное

Тираж 386

Заказ 1410

ВНИИПИ Государе венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101

5 15 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 иидуктивности значительно меньшая часть энергии теряеТся в активных сопротивлениях.

Устройство возбуждения пьезоэлектрических преобразователей, содержащее.последовательно соединенные источник постоянного напряжения, первый однонаправленный ключ, индуктивность и пьезоэлектрический преобра69035 d зователь, подключенный к обшей шине источника постоянного напряжения, а также генератор импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом первого однонаправленного ключа, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, с делью повышения эффективности эа 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

20 генератора импульсов запуска.