Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, например, в устройствах звукового оповещения и т.д. Технический результат заключается в снижении потерь переменного тока, поступающего от колебательного контура к пьезоэлементу электроакустического преобразователя, повышение КПД устройства, расширение полосы пропускания колебательного контура, упрощение настройки и повышение надежности устройства в процессе эксплуатации. Технический результат достигается тем, что устройство для возбуждения пьезоэлементов содержит колебательный контур с индуктивностью и емкостью, включенный параллельно пьезоэлементу и индуктивности, средний отвод которой подключен к источнику питания двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний, точки соединения емкости с индуктивностью и пьезоэлементом электроакустического преобразователя через диоды подключены к выходным электродам силовых элементов, транзисторов, тиристоров и их аналогов двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в качестве источника переменного тока для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, например в устройствах звукового оповещения, пожарной и охранной сигнализации, экологии, медицине.

Известно устройство для возбуждения пьезоэлемента содержащее генератор переменного тока к выходу которого подключен колебательный контур с катушкой индуктивности и конденсатором. (Авт. св. US №7683554, кл. ВО6В 1/06, 2010 г.) Недостатком этого аналога является то, что пьезоэлемент электрического преобразователя подключен к емкости соединенной последовательно с индуктивностью образующей последовательный колебательный контур подключенный к выходу генератора переменного тока. При таком соединении на пьезоэлемент поступает только часть энергии сосредотачивающейся на емкости, что понижает КПД. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности решаемой задачи является (прототип) устройство для возбуждения пьезоэлементов электрических преобразователей, содержащее генератор переменного тока и колебательный контур на его выходе (Авт. свид. US №3683210, кл. ВО6 1/06, 1970 г.) Технический недостаток прототипа. использование в устройстве известного эффекта умножения напряжения, подводимого от генератора, на емкости и индуктивности последовательного колебательного кон тура на его резонансной частоте, амплитуда которого зависит от добротности элементов. Таким образом последовательный колебательный контур должен быть настроен на частоту пьезоэлемента. При поступлении от генератора переменного тока резонансной частоты, через индуктивность и емкость протекает общий переменный ток. Емкость в последовательном колебательном контуре является делителем мощности электрических колебаний поступающих к пьезоэлементу, что уменьшает КПД устройства.

Техническая задача. снижение потерь переменного тока поступающего от колебательного контура к пьезоэлементу электроакустического преобразователя, что повысит КПД устройства. Расширение полосы пропускания колебательного контура для упрощения настройки и улучшения надежности в процессе эксплуатации устройства.

Согласно изобретению устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей состоит из колебательного контура в котором емкость и индуктивность соединены параллельно. Средний отвод от индуктивности подключен к источнику электрического питания устройства, точки соединения емкости с индуктивностью, через диоды, подключены к выходным электродам силовых элементов (транзисторов, тиристоров, или их аналогов) двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний заданной частоты. Пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключается параллельно с емкостью и индуктивностью.

На фиг, 1 показана электрическая схема устройства для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей.

Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей содержит генератор переменных электрических колебаний 1, подключенный к нему двухтактный усилитель мощности на транзисторах Т1 и Т2 к которым через диоды Д1 и Д2 подключен параллельный колебательный контур с индуктивностью L1 и L2 и емкостью С1, параллельно которому подключен пьезоэлемент электроакустического преобразователя 2. Средний отвод индуктивности подключен к источнику питания усилителя мощности.

В исходном состоянии генератор переменных электрических колебаний 1 выключен, переменное напряжение на параллельном колебательном контуре отсутствует, устройство не возбуждает пьезоэлемент электроакустического преобразователя 2.

Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей работает следующим образом. При включении генератора электрических колебаний 1, на управляющие электроды транзисторов Т1 и Т2, двухтактного усилителя мощности поступают электрические колебания резонансной частоты пьезоэлемента электроакустического преобразователя 2. Поочередно открываясь и закрываясь транзисторы Т1 и Т2, через диоды Д1 и Д2 и средний отвод индуктивности L1 и L2 подключаются к источнику электрического питания усилителя мощности с резонансной частотой пьезоэлемента электроакустического преобразователя. Параллельный колебательный контур состоящий из индуктивности L1, L2 и емкостью С1 настраивается приблизительно ниже резонансной частоты пьезоэлемента электроакустического преобразователя. В сравнении с последовательным колебательным контуром это стало возможным в связи с тем, что пьезоэлемент вносит свои резонансные характеристики в параллельный колебательный контур. При этом паразитная параллельная емкость пьезоэлемента, по сути дела приобретает полезные качества, соединяясь параллельно с емкостью колебательного контура. На резонансной частоте пьезоэлемент, обладая высокой добротностью, улучшает параметры параллельного колебательного контура, что увеличивает амплитуду наводимых в нем электрических колебаний. Переменные электрические колебания, возбуждающие пьезоэлемент на его резонансной частоте, поступают от двухтактного усилителя мощности генератора переменных электрических колебаний. Для формирования максимальной амплитуды синусоидальных колебаний, параллельный колебательный контур с пьезоэлементом электроакустического преобразователя, через диоды подключен к выходным транзисторам усилителя мощности. Такая схема подключения пьезоэлемента электроакустического преобразователя, являющегося нагрузкой усилителя мощности генератора электрических колебаний, улучшает КПД устройства, что позволяет увеличить звуковое давление от электроакустического преобразователя, не увеличивая мощность источника питания генератора. Отсутствие необходимости точной настройки параллельного колебательного контура на резонансную частоту пьезоэлемента электроакустического преобразователя позволяет уменьшить затраты связанные с настройкой устройства, улучшить его надежность в процессе эксплуатации.

Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, состоящее из колебательного контура с индуктивностью и емкостью, включенную параллельно пьезоэлементу электроакустического преобразователя, отличающееся тем, что параллельно емкости и пьезоэлементу электроакустического преобразователя подключена индуктивность, средний отвод которой подключен к источнику питания двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний, точки соединения емкости с индуктивностью и пьезоэлементом электроакустического преобразователя, через диоды подключены к выходным электродам силовых элементов, транзисторов, тиристоров и их аналогов, двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для создания механических колебаний и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту в установках ультразвуковой сварки и мойки, эхолокации, а также в шаговых пьезоэлектрических двигателях.

Изобретение относится к ультразвуковому преобразователю. Ультразвуковой расходомер содержит: центральный проход для протекания потока текучей среды, предназначенной для измерения, множество пар ультразвуковых преобразователей, причем каждая пара преобразователей выполнена с возможностью формирования хордальной траектории через указанный проход между указанными преобразователями, а каждый из указанных преобразователей содержит: пьезоэлектрический кристалл, эпоксидную смолу, содержащую вкрапления в виде стеклянных шариков, которые уменьшают ее плотность, и заключающую в оболочку пьезоэлектрический кристалл, цилиндрический усиливающий стакан, вделанный в эпоксидную смолу, причем указанный стакан содержит сетку из волокон и окружает пьезоэлектрический кристалл.

Изобретение относится к ультразвуковому преобразователю. Ультразвуковой расходомер содержит: центральный проход для протекания потока текучей среды, предназначенной для измерения, множество пар ультразвуковых преобразователей, причем каждая пара преобразователей выполнена с возможностью формирования хордальной траектории через указанный проход между указанными преобразователями, а каждый из указанных преобразователей содержит: пьезоэлектрический кристалл, эпоксидную смолу, содержащую вкрапления в виде стеклянных шариков, которые уменьшают ее плотность, и заключающую в оболочку пьезоэлектрический кристалл, цилиндрический усиливающий стакан, вделанный в эпоксидную смолу, причем указанный стакан содержит сетку из волокон и окружает пьезоэлектрический кристалл.

Изобретение относится к возбудителю колебаний с компенсированием нагрузки для динамического возбуждения испытуемого образца. Устройство включает базу, исполнительный механизм, арматуру с возможностью движения относительно базы, проведенную через линейное средство управления параллельно направлению импульсов возбуждения, и пневматическое средство компенсирования нагрузки, компенсирующее, по меньшей мере, силу тяжести арматуры и испытуемого образца.

Изобретение относится к акустике, в частности к акустическим средствам сепарации. Устройство для сепарации с помощью акустофореза содержит проточную камеру, имеющую вход и выход, ультразвуковой преобразователь, расположенный на стенке проточной камеры, причем преобразователь включает в себя пьезоэлектрический материал, приводимый в действие сигналом напряжения с возможностью создания многомерной стоячей волны в проточной камере, причём многомерная стоячая волна включает в себя аксиальный компонент и боковой компонент, которые имеют одинаковый порядок величины, отражатель, расположенный на стенке на противоположной стороне проточной камеры от ультразвукового преобразователя.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к электромеханическому приводу. Устройство для получение вращательного движения содержит корпус, выходной вал, установленный в опорах, два гибких деформируемых колеса волновой передачи, два составных двухволновых пьезогенератора волн деформации, деформирующие гибкие зубчатые или фрикционные колеса и рычаги.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы системы.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы системы.

Использование: для ультразвуковой диагностики. Сущность изобретения заключается в том, что узел ультразвукового преобразователя содержит гибкую пленку, имеющую отверстия, проходящие от верхней до нижней поверхности упомянутой гибкой пленки, один или более пьезоэлектрических элементов, находящихся в упомянутых отверстиях; изолирующий слой, крепящий один или более пьезоэлектрических элементов к внутреннему краю упомянутых отверстий; один или более проводящих слоев, нанесенных на упомянутую гибкую пленку и на один или более пьезоэлектрических элементов.

Настоящее изобретение относится к устройствам для генерации электромеханических комбинированных высокочастотных вибраций с помощью композитной высокочастотной вибрационной системы.

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, например, в устройствах звукового оповещения и т.д. Технический результат заключается в снижении потерь переменного тока, поступающего от колебательного контура к пьезоэлементу электроакустического преобразователя, повышение КПД устройства, расширение полосы пропускания колебательного контура, упрощение настройки и повышение надежности устройства в процессе эксплуатации. Технический результат достигается тем, что устройство для возбуждения пьезоэлементов содержит колебательный контур с индуктивностью и емкостью, включенный параллельно пьезоэлементу и индуктивности, средний отвод которой подключен к источнику питания двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний, точки соединения емкости с индуктивностью и пьезоэлементом электроакустического преобразователя через диоды подключены к выходным электродам силовых элементов, транзисторов, тиристоров и их аналогов двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний. 1 ил.

Наверх