Магнитострикционный преобразователь для линийзадержки

 

О П И С А Н И Е 296!54

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Ф

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства N

МПК G 11с 21/02

Заявлено 25.11.1969 (Xo 1312709/26-9) с присоединением заявки М-Приоритет

Опубликовано 12.1!.1971. Б1оллетень Хе 8

Дата опубликования описаш1я 9,1 .!971

Номитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР ДК 621 374 5(088 8) Авторы изобретения

В. В. Трифонов, С. А. Шонуров, С. P. Лемзяков, В. А. Хмелевский и В. M. Прилепский

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) Заявитель

МАГНИТОСТРИКЦИОННЪ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕ,1! Ъ ДЛЯ ЛИНИЙ

ЗАДЕРЖКИ

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к акустическим преобразователям.

Известны магнитострикционные преобразователи для линий задержки с высокой средней 5 частотой, имеющие миниатюрную обмотку, включенную через согласующий трансформатор.

Известны также магнитострикционные преобразователи для акустических линий задерж- 10 ки с секционированной обмоткой.

Недостатком известных устройств является техническая неосуществимость многовитковой высокочастотной миниатюрной секции обмотки, пригодной для непосредственного включе- 15 ния в схему электромагнитной линии задержки.

С целью увеличения произведения полосы пропускания частот на коэффициент передачи мощности полезного сигнала в предлагаемом 20 устройстве обмотка преобразователя выполнена в виде двух смежных миниатюрных секций, каждая из которых надета на звукопровод и включена через отдельный согласующий трансформатор в схему электромагнит- 25 ной линии задержки. Кроме того, с целью уменьшения индуктивности рассеивания и расширения полосы пропускаемых частот в предлагаемом устройстве понижающие обмотки трансформаторов выполнены в виде ци- 30 линдрического стержня с дисковым утолщением в средней части и с сердечшпсами повышающих обмоток на концах, помещенными в чашеобразные полости, соединенные электрически с торцами указашюго стержня, при этом между краем каждой из чашеобразных полостей и диском вкл10 1ен1з1 секции обмотки преобразователя; секции обмоток преобразователя выполнены в виде соленоидов, а каждая нз секций — в виде двух соприкасающихся витков изолированного провода, диаметр которого равен внутреннему диаметру соленоида, прн этом центровка звукопровода в последнем осуществлена посредством втулок, расположенных по торцам обмотки, а трансформаторы, магнит и акустический демпфер закреплены на общем корпусе.

На фиг. 1 изображена электрическая принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2— конструкция трансформаторов с соленоидами; на фиг. 3 — собранный преобразователь.

Повышаютцие обмотки 1 и 2 трансформаторов 3 и 4 соединены последовательно согласно и включены в электромагнитную линию задержки с сосредоточенными параметрами, образованную конденсаторами 5 и нагруженную на сопротивление 6. Понижающие обмотки 7 и 8 соединены последовательно и согласно, их точка соединения соединена с общей точкой двух секций 9 и 10 обмотки преобразователя, 296154

25

Зо

60 а концы обмоток 7 и 8 трансформаторов 8 и 4 соединены со свободными концами секций 9 и 10.

Секции 9 и 10 магнитосвязаны с магнитострикционным звукопроводом 11 и расположены в магнитном поле постоянного магнита 12, направленном вдоль оси звукопровода, один конец которого соединен с демпфером 18, а второй является акустическим выходом (входом) преобразователя. Электрическим входом (выходом) преобразователя является вход 14 электромагнитной линии задержки.

Повышающие обмотки 1 и 2 намотаны в один слой на ферритовые сердечники 15, надетые на концы медного стержня 15, имеющего по середине утолщение в виде диска 17. Сердечники накрыты чашками 18, припаянными к концам стержня, изолированными от диска и образующими понижающие обмотки 7 и 8.

К диску и к краям чашки припаяны на минимальном расстоянии концы секций 9 и 10 обмотки преобразователя.

Секции 9 и 10 расположены соосно с отверстиями в направляющих втулках 19, закрепленных в металлическом немагнитном корпусе 20. Один из концов стержня запаян в отверстие стенки корпуса. В гнездах корпуса закреплены демпфер, магнит, монта>кная плата с элементами электрической схемы и ее входные выводы.

В отверстия втулок и секций 9 и 10 вставлен никелевый звукопровод, зажатый одним концом в демпфере, а второй конец его является акустическим выходом (входом) преобразователя.

Магнитострикционный преобразователь может работать в режиме приема и передачи акустических сигналов, причем во время передачи используется прямая магнитострикция, а во BpQRM приема — обратная магнитострикция.

В режиме передачи электрический сигнал поступает на вход электромагнитной линии задержки. Трансформатор первого звена линии задержки передает его на первую секцию обмотки преобразователя.

Под действием магнитного поля соленоидов в магнитострикционном материале звукопровода возникает область продольной деформации.

Из этой области в противоположных направлениях распространяются две идентичных акустических волны, возникающих при изменениях магнитного поля под действием электрического сигнала.

Магнитное поле, создаваемое магнитом, обеспечивает максимальное и линейное преобразование электрических сигналов в акустические и обратно.

Волна, распространяющаяся в сторону акустического демпфера, почти полностью поглощается в нем, а волна, распространяющаяся в противоположную сторону, достигает второй секции соленоида через время, равное акустической задержке в звукопроводе на участке между центрами секций 9 и 10. К этому же времени электрический сигнал достигает второй секции электромагнитной линии задер>кки, так как величина задержки на звено в ней выбрана равной акустической задержке.

Сложение волн удваивает коэффициент передачи мощности преобразователя на низких и средних частотах, где секции 9 и 10, работают как одно целое.

На частоте вблизи верхнего края полосы пропускания сумма акустической и электрической задержки сигналов от второй секции приводит к сдвигу на половину периода относительно сигнала первой секции и происходит почти полное взаимное погашение волн, распространяющихся в сторону демпфера, а энергия обеих волн распространяется в сторону акустического выхода, при этом значительно ослабляются паразитные сигналы, частично отражающиеся от демпфера.

Предмет изобретения

1. Магнитострикционный преобразователь для линий задержки, содержащий маловитковую обмотку, связанную с звукопроводом, согласующий трансформатор и акустический демпфер, отличающийся тем, что, с целью увеличения произведения коэффициента передачи по мощности на полосу пропускаемых частот, обмотка преобразователя выполнена в виде двух смежных секций, размещенных на звукопроводе и включенных через соответствующие согласующие трансформаторы в схему электромагнитной линии задержки.

2. Преобразователь для линий задержки по п. 1, отличающий ся тем, что, с целью уменьшения индуктивностп рассеивания и расширения полосы пропускаемых частот, понижающие обмотки трансформаторов выполнены в виде цилиндрического стержня с дисковым утолщением в средней части и с сердечниками повышающих обмоток на концах, помещенными в чашеобразные полости, соединенные электрически с торцами указанного стержня, при этом между краем !<а>кдой из чашеобразных полостей и диском включены секции обмотки преобразователя.

3. Преобразователь для линий задержки по п. 1, отличающаася тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, секции его обмоток выполнены в виде соленоидов, а каждая из секций — в виде двух соприкасающихся витков изолированного провода, диаметр которого равен внутреннему диаметру соленоида, при этом центровка звукопровода в последнем осуществлена посредством втулок, расположенных по торцам обмотки, а трансформаторы, магнит и акустический демпфер закреплены на общем корпусе.

296154 и 5 ш 12 фиг. 1 фиг 2

A-Д

Составитель Б. Переверзев

Редактор Т. И. Морозова Тскред 3. Н. Тараненко Корректор А. П. Васильева

Заказ 78!/9 Изд. М 333 Тираня 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобрегеиий и открытий при Совете Ми.;истров СССР

Москва,, К-35, Раушская иаб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2