Ультразвуковой генератор

Е РУСЬ ПАТ Ент к н(71) Конструкторское бюро точного электронного машиностроения(57) Использование в ультразвуковых технологических установкахдв частности в уста новках для микросварки. Сущность изобретениях ультразвуковой генератор со держит последовательнокъоединенные сумматор. сиднхронизирующий генератор. усилитель. ультраз-вуковойг преобразовау толь датчик обратной связи фазовраща-тельу йиусилитель-ограничитель. последо- Йвательнойсоединенные удвоитель частоты. входхоторого подключен кцвыходу синхро- уИзобретение относится культрвзвуко вой технике и может быть использовано вПоставленная цель достигается тем, что В УЛЬТРЭЗБУКЧБОЙ. ГВНСПЗТОР- СОДВРЖЗЩИЙненные удвоитель частоты. вход которого оодклъочен к выходу синхронизируемого генератора. генератор отъиночных импульсов25-93 НИЗИПУЕМОГО ГНВПЗТОРЭ, ГВНВВЗТОВ ОДИНОЧ н-ых- импульсов и Формирователь-выход которого соединен с- первым входом сумматора. а второй вход - с выходом синхронизируемого генератора. устройство задержки и дискриминатбр импульсов по длительности. вход которого подключен к выходуденератора одиночных импульсов,инвертогд-вход которого подключен к выходу устройствв задержки, и. второй. формиро Гватель. связанный выходом с вторымвходом сумматора. авторым входом - со вы ходом дискриминатора импульсов по дли-тельности.- причем третий вход сумматора подключен-гм выходу усилителя-ограничите ЛЯ. а.вход УСТРОЙСТВЭЗЭДЭРЖКИ - К ВЫХОДУ-нен с первым входом сумматораьа-второй вход с выходом синхронйаируемого гене- ратррвт а также устройство задержки идис криминатор импульсов по длительности. ВХОД Которого подключен к выходу генератора одиночных импульсощдополнительно введены последовательно соединенные инвертор. ВХОД КОТОРОГО-ТЮДКЛЮЧЭН К выходу устройства задержки. и второй формирователь. связаеный выходом свторьим входом сумматора, а вторым-входом с выходомДИСКПИМИНЗТОПЗ ЖЛМПУЛЬСОВ ПО ДЛИТЕЛЬНО сти. причем третий вход сумматора подключен к выходу усипителя-ограничитеп я. а вход устройства задержки к выходу синхЕОНИЗИОУЕМОГО генератора. ВХОДОМ УСИЛИТЕпл. удвоителя частоты и второму входу первого формирователя.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого генератора.тов. благодаря чему точность отслеживаниячастоты резонанса увеличивается. л Частота сигнала с выхода синхронизи руемого генератора 2 удваивается удвоите Ультразвуковой генератор содержит со- 5 пем частоты В. сигнал с выхода которого приединенныв последовательно сумматор 1. синхронизируемый генератор 2. усилитель 3, ультразвуковой преобразователь 4. датчик обратной связи 5. управляемый фазовращатель 6 и усилитель-ограничитель 7. последовательно соединенные удвоитель частоты-В. вход которого подключен к выходу синхронизируемого генератора Е,генератор одиночных импульсов 9 и форъти рователь 1-0. выход которого связан с первым входом сумматора 1. а второй вход с выходом синхронизируемого генератора 2.усоединенные также последовательно-устройство задержки 11. вход которого подключен к выходу синхронизируемые генератора 2. инвертор 12 и второй форми. рователь 13. выхода которого связано вто рым ходом сумматора 1. а также дискриминатор импульсов-по длительности 14. подключенный входом к выходу генератора одиночных импульсов 9. а выходомк второму входу второго формирователя 13.причем выход усилителя-ограничителя соединен с третьим входом сумматора 1 Работает генератор следующим обра зом. Сигнал с выхода синхронизируемыеступает на ул ьтразвуковой-упреобразователь 4. возбуждая в нем колебания. Эти колеба ния регистрируются датчиком-обратной свя 10зи 5 и с его выхода через фазовращатвль 6СТУПЭЮТ НЗВХОД СИНХПОНИЗВЦИИ СИНХООНИзируемого генератора 2. Фааовратцатель 6 настроен так. что сдвиг фаз между сигналом на входе синхронизации невыходе синхронизируемого генератора 2 равен нулю на частоте резонанса ультразвукового преобразователя 4. в рассмотренном основном кольце действует положительная обратная связь.и возникает генерация на частоте-резонанса ультразвукового преобразователяд. так как амплитуда сигнала А на выходегде Кз коэффициент передачи.сумматора 1 по третьему входу. Так как основное кольцо обратной связи-предлагаемом ультразвукового генератора на два блока (Ед-триггер и элемент с инвертирующим коэффициентом передачи) короче. чем у прототипа. то на стабильность генерации не влияет дрейф фазочастотных характеристик зтих элемен 40каждом переходе сигнала синхронизируемого генератора 2 через нуль запускает генератор одиночных импульсов 9. который вырабатывает импульсы с длительностью1 Т-Щ, где Гв верхняя граница заданного (разрешенного для генерации диапазона частот.содержащего вусебе топькочастоту основ- ногой резонанса ультразвукового преобразователя 4. Эти импульсы поступаютна первый вход формирователя 10. в котором путем логической обработки этихимпульсов и импульсов с выхода синхронизируемые генератора 2. поступающих на второй вход формирователя 10. формируемый сигнал положительной обратной связи. который гтоступает на первый вход сумматора 1. Амплитуда В этого сигнала удовлетворяет соотношению л- по первому-входуБлагодаря этомудтока на выходе формирователя 10 действует сигнал положительной обратной связи. в дополнительной цепочке обратной связи (удвоитель частоты 8. генератор одиночных импульсов 9.сткая положительная связь. препятствующая возникновению генерации на частотах паразитных резонансов ультразвукового преобразователя 4 расположенных выше та. В качестве форгиирователя 10 удобнее все-го взять элемент с тремя состояниями выхода. например. К 155 ЛП 8. В этом случае инфор. мационный вход этого элемента являетсявторым входом формирователя 10. а вход управления состоянием выхода первым входомформирователя 1.0 - Сигнал с выхода синхронизируемого генератора 2 задерживается устройством задержки 11 на время распространения у сигнала по дополнительному кольцу обрат ной связи. инвертируется инвертором 12 ипоступает на. первый вход второго формирователя 13.Позтому когда дискриминатор импульсов по длительности 14обнаруживает. чтоинтервал т междуим пульсами генератора одиночныхимпулъсов 9 удовлетворяет условиюзаданном диаптазоне частот иточность слег. женил зал-частотой основного урезонанса. тЙями выхода. используя вру качестве первого . рвходаинформационньпй входалементадаьа качествевторого н вход управлентиявтуеоотоял Й т - о 1 40 уповышения точности гюдстройки частоты. в него -введеныйинвертор.и второй формиро 1.явательдполоясительнойб-обратной связи. при этомтвьтход синхрогенератораг соединен со1 л 1 2 Г Н Н 2 Тв где Гн нижняя граница заданного диапазона частот. то невыходе дискриминаторасигнал. поступающий на второй вход формирователя 1 З и под действием которого на выходе формирователя 13 возникает корт ректирующий сигнал ст-амплитудой с. удовд петворяющей усповиъор -- кдс Игде коэффициент передачи сумматора 1ВХОДОМ т с выходом дискриминатора импульсов по длительности. подключение третьего входа сумматора к выходуусили-й теляюграничителя. а входа устройства за-йй импульсов по длительности Бдпвоаникает 5 держки т к выходу синхронизируемогд генератора. входом усилителя. удвоителя частоты инвторому входу первого формиро-гВЭТВЛЛ ПОЗВОЛЯЕТ ДОСТИЧЬ ПОСТЭВЛЭННУЮЦепьДобеспечи-ть увеличение точности от-д Лбуслеживания частоты резонанса ультразау кового преобразователя в заданномдиапазоне частот. Применение предлагаемого генератш 17Па В У-ЗТЗНОВКЗХ УЛЬТраавуковой сварки по по второму входу. Этотсигналд через сумма- д.15 звонит получить такономический-зффектб захронизирующего генератора и изменяет полярность его выходногосигнала. Это из- п менение полярности жесткотвикситруется на к 20время т дополнительньпумпколхъцо обратной связи. дискриминатор импу ьсов по дли-х тельности 14 прикодит вдпсдгодпое востояниеи корректирующий сигнал на вьлходе-. . счет увепичениятвыхода дгодныьсза счет уве- личеният точности отслеживания частоты донов-нога резонанса ультразвукового пре- удчителм ввткод-котородго подключен к перво д вкодугсумматора. ко второму входу тпкрторогскподключен лзыход первого форми-.все го применить элемент стремя состоянииВ у качествцаустрлойства 1 задевмкидтт 1 7 можно применить интегрирующую ВСецепь .Инвертор 12 может быть, например логическим элементом НЕ Кь 155 ЛНв 2.ь Остальные Блоки можно использоватьА тсовой генератор последовательно соедиЧ не н-н ы.х и н в е рт-о рав ход которого подключен к выходу Устройства ба-адерж-ки ивторого формирователя свяааннтэ-го. выхо ц доме вторым входом сумматора а вторьцндъ.с в- со входамич удвоителя-частоты и первого формирователя импульсов положительной45 вьтход которого подключен ко входу инвер тора. тзьаход которого соединен с первымвходоыгвторого форм-ирователхг положи тельной обратной кзвязи выход которого и подключен ко входу сумматора. а выход ди- 50 скриминаторе- импульсов соединен со вто- у рьгм входом второго формирователя ч- щий последовательно соединенные сумма 3 тор. сини-регенератор усилитель. ул ьтразву- С. козойпреобразователь датчик обратной т. с в дальнейшем управлениервастотой тете 125 .связи.гфааовраихатель-иусилитель ограни- а нерации отдополнительноговкольца пере л дается основному кольцу овввтн-впсвязи, Таким-образом. никакие ма-нипуляциъ/Гспост-гобратнойсвязиаав-ьтходагдвоител-я частоты подкпточентстуходу генератора одиночныхВ качестве формирователяч 13 лучшей-ЭВ имттулвсовцдагьнход дкоторогосоединен со б л походамиформирователядположительной-чпульсов устройство временной задержки..Редактор - Техред Мморгентал Корретор А 9 бручарВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж-35 л. Раушская наб. 4/5