Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации

Авторы патента:

H04B11/00 - Системы связи, использующие звуковые, ультразвуковые или инфразвуковые волны

Владельцы патента RU 2544865:

Хабаров Алексей Николаевич (RU)
Ядыкин Виктор Семенович (RU)
Вострухин Александр Витальевич (RU)
Навроцкий Святослав Алексеевич (RU)

Изобретение относится к системам связи, использующим инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны, и может быть использовано в средствах для передачи информации через ограждающие конструкции жилых и производственных зданий. Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации содержит микроконтроллер и излучатель ультразвуковых колебаний. Первый выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу излучателя ультразвуковых колебаний. Второй выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен ко второму входу излучателя ультразвуковых колебаний. При этом встроенный в микроконтроллер генератор прямоугольных импульсов выполнен управляемым от широтно-импульсного модулятора, встроенного в микроконтроллер. При этом выходные сигналы генератора прямоугольных импульсов находятся в противофазе. Технический результат - упрощение схемы и снижение энергопотребления. 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Уровень техники

Известен импульсный ультразвуковой генератор, содержащий магнитострикционный преобразователь, обмотка которого последовательно соединена с корректирующей параллельной RC-цепью, тиристорный ключ, состоящий из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с магнитострикционным преобразователем, систему импульсно-фазового управления, состоящую из симметричных взаимодополняющих друг друга плеч, формирующих импульсы в разные по полярности полупериоды сетевого напряжения (см. пат. РФ №2046550, кл. H04R 15/00).

Недостаток известного ультразвукового генератора - ограничены функциональные возможности.

Известен импульсный ультразвуковой генератор, содержащий магнитострикционный излучатель, обмотка которого последовательно соединена с конденсатором, управляемый электронный ключ, в качестве которого используется квазирезонансный преобразователь частоты с сумматором на входе, состоящий из двух силовых транзисторов, формирователя импульсов, задающего генератора импульсов. Причем силовые транзисторы соединены последовательно между собой и через конденсатор и обмотку магнитострикционного излучателя с датчиком тока, который через сумматор соединен с входом задающего генератора импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов (см. пат. РФ №2145467, кл. H04R 15/00).

Недостаток известного ультразвукового генератора - ограничены функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятым авторами за прототип является ультразвуковой генератор импульсов, содержащий микроконтроллер, электронный коммутатор, излучатель ультразвуковых колебаний, управляемый источник тока, блок контроля, синхронизатор, пульт управления режимами, блок индикации режимами (см. пат. РФ №2341337, кл. В06В 1/08).

Недостаток известного решения - сложная схема устройства и повышенное энергопотребление, что ограничивает область его применения, где требуется низкое энергопотребление, например в автономных устройствах передачи информации, использующих инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению схемы и снижению энергопотребления устройства.

Технический результат достигается тем, что микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации, содержащий микроконтроллер и излучатель ультразвуковых колебаний, первый выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу излучателя ультразвуковых колебаний, второй выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен ко второму входу излучателя ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что встроенный в микроконтроллер генератор прямоугольных импульсов выполнен управляемым от широтно-импульсного модулятора, встроенного в микроконтроллер.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена структурная схема микроконтроллерного ультразвукового генератора для систем передачи информации.

Осуществление изобретения

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации содержит (чертеж) микроконтроллер 1 и излучатель ультразвуковых колебаний (ИУК) 2. Первый выход встроенного в микроконтроллер 1 генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) подключен к первому входу ИУК 2, второй выход ГПИ подключен ко второму входу ИУК 2. ГПИ имеет вход разрешения генерирования, который подключен к выходу встроенного в микроконтроллер 1 щиротно-импульсного модулятора (ШИМ).

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации работает следующим образом.

При выходе из режима пониженного энергопотребления микроконтроллер 1 загружает в регистр сравнения ШИМ двоичный код, значение которого есть результат преобразования физической величины, например температуры. Этот двоичный код хранится в памяти данных (в оперативном запоминающем устройстве) микроконтроллера 1. Процесс преобразования физической величины в двоичный код в данном описании не приводится. Затем микроконтроллер 1 запускает ШИМ, который генерирует ШИМ-сигнал с коэффициентом заполнения, пропорциональным значению двоичного кода, т.е. значению, например, измеренной температуры. ШИМ-сигнал поступает на вход разрешения генерирования ГПИ. Когда на входе разрешения генерирования ГПИ высокий логический уровень, ГПИ формирует на первом и втором выходах сигналы с частотой, равной резонансной частоте ИУК 2. Выходные сигналы ГПИ, формируемые на его первом и втором выходах, находятся в противофазе. Низкий логический уровень ШИМ-сигнала на входе разрешения генерирования ГПИ останавливает ГПИ. Таким образом, с помощью ШИМ осуществляется широтно-импульсная модуляция выходных сигналов ГПИ. Так как выходные сигналы ГПИ находятся в противофазе, то через ИУК 2 протекает переменный ток, который преобразуется в акустические волны, которые передаются в среде, в которой находится ИУК 2.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество: предельно упрощена схема и снижено энергопотребление устройства, что важно для автономных систем передачи информации с использованием ультразвуковых акустических волн.

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации, содержащий микроконтроллер и излучатель ультразвуковых колебаний, первый выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу излучателя ультразвуковых колебаний, второй выход встроенного в микроконтроллер генератора прямоугольных импульсов подключен ко второму входу излучателя ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что встроенный в микроконтроллер генератор прямоугольных импульсов выполнен управляемым от широтно-импульсного модулятора, встроенного в микроконтроллер.

Похожие патенты:

Передатчик // 2523934

Изобретение относится к системе обеспечения информацией для предоставления различных видов информации на оконечное устройство посредством акустических волн. Технический результат - передача информации посредством акустических волн.

Сеть для мониторинга акватории // 2501044

Использование: изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах мониторинга акваторий для обеспечения сбора и передачи данных.

Сеть для мониторинга акватории // 2499282

Способ для мультиплексирования информации управления восходящей линии связи на физическом совместно используемом канале восходящей линии связи // 2498511

Изобретение относится к области беспроводной связи. Изобретение раскрывает способ выбора кодового слова для передачи индикатора качества канала/индекса матрицы предварительного кодирования в беспроводной системе, имеющей абонентское оборудование в однопользовательском режиме с множеством входов и выходов, который содержит этапы, на которых: запрещают на физическом канале управления нисходящей линии связи первое кодовое слово и мультиплексируют или передают индикатор качества канала/индекс матрицы предварительного кодирования в транспортном блоке, соответствующем второму кодовому слову.

Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника звука в мелком море // 2488133

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося источника звука, измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными.

Гидроакустический комплекс для измерения координат источника звука в мелком море // 2484492

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными.

Гидроакустический комплекс для измерения азимутального угла и горизонта источника звука в мелком море // 2476899

Дистанционно управляемый мобильный робот, видеокамера мобильного робота, звукоприемная система самонаведения мобильного робота, сферическая граната // 2473863

Изобретение относится к беспилотным бронированным, оснащенным вооружением транспортным средствам и предназначено для осуществления военных или полицейских задач.

Способ координатно-информационного обеспечения подводных мобильных объектов // 2390098

Изобретение относится к системам связи и навигации и может быть использовано для оперативной доставки команд управления и коррекции инерциальных навигационных комплексов автономных обитаемых подводных объектов (ПО), например, подводных аппаратов, находящихся на рабочих глубинах погружения, а также для доставки служебной информации с погруженных ПО в центры управления (подводного, надводного, наземного или воздушного базирования).

Устройство защиты подводно-кабельных магистралей связи от электромагнитного импульса // 2334333

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике проводной связи. .

Устройство для текущего контроля работы насоса // 2559104

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9). Первый блок (1) постоянно соединен с контролируемым компонентом и содержит по меньшей мере один датчик (2) для регистрации свойств компонента, блок (4) оценки для анализа сигналов от датчиков, передающий блок (5) для передачи результата анализа в приемник, который расположен пространственно отдельно от контролируемого компонента, и источник для подачи энергии (6). Второй блок (9) содержит блок (10) приемника, средство (11) оценки переданного сигнала и средство (8) отображения и/или передачи (13) сведений о зарегистрированном свойстве компонента. Передачу результата анализа осуществляют акустическим способом с использованием звуковых волн. Группа изобретений направлена на осуществление текущего контроля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и система для реализации беспроводной связи ближнего радиуса действия // 2573225

Изобретение относится к беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC) и предназначено для модуляции и демодуляции звуковых сигналов. Технический результат - повышение точности воспроизведения звуковых сигналов. Способ включает этапы, на которых: модулируют цифровой сигнал для генерирования аудиосигнала с помощью передающего устройства путем применения схемы модуляции двухчастотной манипуляцией (2FSK); воспроизводят сгенерированный аудиосигнал передающим устройством; принимают аудиосигнал приемным устройством; дискретизируют аудиосигнал приемным устройством и демодулируют дискретизированный аудиосигнал для получения цифрового сигнала приемным устройством. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Система передачи аудиоданных, устройство передачи аудиоданных и токен электронной подписи // 2603127

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах мобильной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности. Для этого предложены система и устройство для передачи аудиоданных для мобильного терминала и токен электронной подписи. Токен электронной подписи включает модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразования передаваемых аудиоданных в форму аналогового сигнала с использованием по меньшей мере двух режимов модуляции для генерации потока кадров аудиоданных в по меньшей мере двух режимах модуляции; модуль сплайсинга, выполненный с возможностью сращивания потоков кадров аудиоданных в по меньшей мере двух режимах модуляции в поток аудиоданных, и передающий модуль, выполненный с возможностью передачи потока аудиоданных на мобильный терминал в одно отправление через аудиоинтерфейс токена электронной подписи. 3 н. и 22 з.п.ф-лы, 6 ил.

Устройство для беспроводного чрескожного энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов // 2618204

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов. Устройство включает передающий модуль с катушкой индуктивности, генерирующей переменное магнитное поле, принимающий модуль с катушкой индуктивности и модуль для определения взаимного положения приемной и передающей катушек индуктивности, который содержит массив емкостных микромеханических ультразвуковых датчиков и находится вне организма человека. Использование изобретения позволяет повысить эффективность беспроводного чрескожного энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Подводная система передачи данных с высокой пропускной способностью // 2624629

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться в системах подводной связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи. Для этого предложено устройство, которое использует светоизлучающие диоды (LED) на основе InGaN с прямой модуляцией или лазеры на основе InGaN в качестве передатчиков для подводного устройства передачи данных. Приемник использует автоматическое управление коэффициентом усиления для облегчения функционирования устройства в широком диапазоне расстояний и мутности воды. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.