Устройство для автоматической подстройки частоты ультразвукового генератора

 

Изобретение относится к ультразвуковым технологическим системам. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия автоматической подстройки частоты за счет уменьшения длительности перереходных процессов. Для этого управление частотой генератора осуш,ествляется с помошью его частотной модуляции и синхронного выделения переменной составляющей активной проводимости .колебательной системы и вводится адаптивное управление амплитудой модулируюш,его сигнала в зависимости от величины частотной расстройки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 В 06 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4268488/24-10 (22) 26.06.87 (46) 15.01.89. Бюл. № 2 (71) Акустический институт им. акад.

Н. Н. Андреева (72) А. Я. Снытко, Л. О. Макаров, В. В. Карташов и P. Н. Киямов (53) 534.852 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 817931, кл. В 06 В 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 163016, кл. В 06 В 1/00, 1964.,Л0„„1450883 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ У.ЧЪТРАЗВУКОВОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к ультразвуковым технологическим системам. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия автоматической подстройки частоты за счет уменьшения длительности перереходных процессов. Для этого управление частотой генератора осуществляется с помощью его частотной модуляции и синхронного выделения переменной составляющей активной проводимости .колебательной системы и вводится адаптивное управление амплитудой модулирующего сигнала в зависимости от величины частотной расстройки.

2 ил.

1 450883

10

Изобретение относится к области приборостроения; а именно к устройствам для автоматической подстройки частоты ультразвукового генератора.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия автоматической подстройки частоты за счет уменьшения длительности переходных процессов.

На фиг. 1 приведены функциональная схема устройства для автоматической подстройки частоты ультразвукового генератора; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство для автоматической подстройки частоты ультразвукового генератора со, держит последовательно соединенные !, ультразвуковой генератор l, усилитель 2 мощности, ультразвуковой излучатель 3 и датчик 4 обратной связи, интегратор 5, амплитудный ограничитель 6, первый фильтр

7 и источник 8 модулирующего сигнала.

Кроме того, устройство для автомати ческой подстройки частоты ультразвукового генератора содержит последовательно соединенные первый аттенюатор 9, второй, фильтр 10, блок 11 деления сигналов, первый фазовый детектор 12, последовательно сое диненые второй аттенюатор 13, третий фильтр 14 и первый амплитудный детектор 15, подключенный выходом к одному из входов блока 11 деления сигналов, после довательно соединенные фазовращатель 16 и второй фазовый детектор 17 и сумматор 18, подключенный выходом к управляющему входу ультразвукового генератора 1, и последовательно соединенные второй амплитуд.ный детектор 19 и перемножитель 20 сигналов, подсоединенный выходом к одному ,из входов сумматора 18. Причем первый атте нюатор 9 подключен входом к выходу датЧика 4 обратной связи, второй аттенюатор 13

1 одключен входом к выходу усилителя 2

1 ощности. Первый фильтр 7 подсоединен входом к выходу первого фазового детектоа 12 и выходом к соединенным между соой второго амплитудного детектора 19 и

Одному из входов второго фазового детекlopa 17, соединенного выходом через интегратор 5 с одним из входов сумматора 18.

При этом амплитудный ограничитель 6 включен между выходом третьего фильтра 14 и

Одним из входов первого фазового детектора 12, а источник 8 модулирующего сигнала подключен выходом к соединенным между собой входу фазовращателя и соответствуюгцему входу перемножителя 20 сигналов.

Временные диафрагмы фиг. 2 отображают сигналы при увеличении частоты ультразвукового генератора 1, начальная частота которого ниже относительно резонансной частоты ультразвукового излучателя 3: а — на выходе ультразвукового генератора 1; б — на выходе источника 8 модулирующего сигнала (непрерывная линия) 15

50 и перемножителя 20 сигналов (пунктирная линия); в — на выходе блока 11 деления сигналов; г — на выходе интегратора 5; д — на входе интегратора 5; е — на выходе первого фильтра 7.

Устройство работает следующим образом.

Частота сигнала ультразвукового генератора 1 определяется напряжением на выходе сумматора 18, на один вход которого с интегратора 5 поступает постоянная составляющая сигнала с выхода второго фазового детектора 17, а на другой вход — синусоидальный сигнал с частотой в диапазоне 50 —

500 Гц в зависимости от добротности ультразвукового излучателя 3. Сигнал с выхода интегратора 5 определяет центральную частоту ультразвукового генератора 1, а сигнал с выхода перемножителя 20 сигналов определяет индекс частотной модуляции.

Сигнал ультразвукового генератора 1 усиливается усилителем 2 мощности и возбуждает ультразвуковой излучатель 3. Сигнал с выхода датчика 4 обратной связи и сигнал с выхода усилителя 2 мощности после прохождения аттенюаторов 3 и 13, устанавливающих определенное соотношение сигналов на их выходах, фильтруются соответственно вторым и третьим фильтрами 10 и 14.

Блок 11 деления сигналов осуществляет деление сигнала, пропорционального сигналу с зыхода датчика 4 обратной связи, на сигнал, пропорциональный амплитуде сигнала с выхода усилителя 2 мощности, формируемый первым амплитудным детектором 15.

Первый фазовый детектор 12 сравнивает фазы сигнала с выхода делителя 11 сигналов и ограниченного по амплитуде при помощи амплитудного ограничителя 6 сигнала с выхода третьего фильтра 14. Постоянная составляющая результата сравнения фаз, выделяемая первым фильтром 7, подается одновременно на второй амплитудный детектор 19 и на второй фазовый детектор 17. Модулирующий сигнал с выхода источника 8 модулирующего сигнала в определенной фазе, задаваемой фазовращателем 16, сравнивается по фазе с сигналом с выхода первого фильтра 7, результат сравнения фильтруется интегратором 5, выполненным в виде пропорционально-интегрирующего фильтра, и содержит информацию о знаке частотной расстройки. Сигнал с выхода источника 8 модулирующего сигнала перемножается перемножителем 20 сигналов с амплитудой выходного сигнала первого фильтра 7, формируемой вторым амплитудным детектором, а результат перемножения суммируется с сигналом на выходе интегратора 5 сумматором 18, выходной сигнал которого определяет . частоту ультразвукового генератора 1. Это позволяет управлять его частотой на обеих ветвях резонансной характеристики активной проводимости ультразвукового излучателя 3, что приводит к существенному повышению точности и быстро1450883 действия автоматической подстройки частоты по критерию максимальной мощности ультразвукового излучателя 3.

Формула изобретения

Устройство для автоматической подстройки частоты ультразвукового генератора, содержащее последовательно соединенные ультразвуковой генератор, усилитель мощности, ультразвуковой излучатель и датчик обратной связи, интегратор, амплитудный ограничитель, первый фильтр и источник модулирующего сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия автоматической подстройки частоты за счет уменьшения длительности переходных процессов, в него введены последовательно соединенные первый аттенюатор, второй фильтр, блок деления сигналов, первый фазовый детектор последовательно соединенные второй аттенюатор, третий фильтр и первый амплитудный детектор, подключенный выходом к одному из входов блока деления сигналов, последовательно. соединенные фазовращатель и второй фазовый детектор, и сумматор, подключенный выходом к управляющему входу ультразвукового генератора, последовательно соединенные второй амплитудный детектор и перемножитель сигналов, подсоединенный выходом к одному из входов сумматора, причем первый аттенюатор подключен входом к выходу датчика обратной связи, второй аттенюатор подключен входом к выходу усилителя мощности, первый фильтр подсоединен входом к выходу первого фазового детектора и выходом к соединенным между собой входу второго амплитудного детектора и одному из входов второго фазового детектора, соединенного выходом через интегратор с одним из входов сумматора, при этом амплитудный ограничитель включен между выходом третьего фильтра и одним из входов первого фазового детектора, а источник модулирующего сигнала подgg ключен выходом к соединенным между собой входу фазовращателя и соответствующему входу перемножителя сигналов.

1450883!

Il фЯ ф

1 (1

)! )! <

Составитель В. Добровольский

Редактор О. Спесивых Техред.И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 7011/6 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4