Двухпороговый преобразователь-ограничит!всесоюзнаяаат? нтио"т?хшиаш ^^^б^бл11отшд

 

О П И С А Н И Е 328524

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства N

Заявлено ОЗ.Х!1.1968 (№ 1287273i18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 02.11.1972. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликоваьп1я описания 3.1, .1972.ЧПК Н 03k 3 45

Комитет по делам изобретений и открытии при Совете Министров

СССР

62 52 621 374 36 (088.8) Авторы изобретения

H. М. Саланский и В. И. Литвиичук

Институт физики Сибирского отделения АН СССР

Заявитель

6ИИП8-ПХ4!ч;< Вд

ЬИБЛНОТБИ

ДВУХПОРОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-О ГРАН ИЧ ИТ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, в частности в схемах, где входной велич1шой является низкочастотное напряжение, в то время, как контролируемой величиной является величина высокочастотного поля или напряжения.

Известны пороговые устройства rra основе параметров, у которых тонкая магнитная пленка помещается в высокочастотное поле накачки. Такие устройства могут быть применены в качестве пороговых преобразователей частоты. Однако им свойственна зависимость частоты преобразования от частоты напряжения накачки, слабая помехозащищенность из-за связи входа и выхода устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, 1то в нем тонкая магнитная пленка, используемая в качестве преобразующего элемента, распо.чожена В системе кат)шек так, что ее ось легкого Iia iarrirr IIIII;IIIIIEI перпендикулярна к оси катушки преобразуемого сигнала, вход которой через фазовый детектор и усилитель соединен с генератором возбуждения, и параллельна осп катушки Irpeобразованного сигнала, к которой подсоединен амплитудный детектор. В результате входная и выходная цепи полностью разделены, частота преобразованного сигнала не зависит от частоты напряжения накачки, повышается помехозаIциIцс1111(1сть l сTporlств11, TEII(к(1 к для преобразования используется нс параметрическоее деление частоты, а магнитоупругое взаимодействие двуx систем — пленки (маг5 нитная система) и подложки (акустическая система), на которую напылена пленка. В системе пленка подложка возбуждаются акустические (пзгибные) колебания. Частот11 изгпбных колебаний определяется линейными

10 размерами и модулем 10ша подложки. Соотношение частот входного сппьала, частоту которого нужно преобразовать, и преобразованного может колебаться в пределах 10 — 10 раз. Кроме того, цепь входного и преобразо15 ва1гиого сипгалов полностью разделены (по частоте — это два независимых осциллятора), Е1а фиг. 1 приведтпш блок-схема устройства; на фиг. 2 изображена зависимость амплитуды

20 параметрических колебаний от поля накачки (прп фиксирова1шом по 1c подмапшчивания).

Схема устройства состоит пз высокочастогного генератора 1 накачки, с которого напряжение через усилитель 2 мощности поступает

25 в катушку L) возбуждения, входящую в резонансный контур LICI. Генератор создает в катушке Li необходимое по величине поле накачки Н . В пленочных параметронах эта величина колеблется в широких пределах и

30 определяется не только полем подмап1ичпва328524

65 ния Но, но и параметрами самой пленки, в частности величиной поля анизотропии Hi,.

Катушки Гельмгольца L> (на чертеже показана одна катушка) соединены с источником постоянного тока 8 и обеспечивают постоянное поле подмагничивания пленки Но.

Катушка 1.ы преобразуемого сигнала через фазовый детектор 4, который, в свою очередь, соединен с выходом генератора 1, через усилитель 5 подключена к входу генераторы. Катушка L4 преобразованного сигнала, к которой присоединен конденсатор С, соединены с входом амплитудного детектора 6, с выхода которого снимается сигнал прсобрызова иной частоты. Тонкая мапппная пленка 7, напыленная на немагнитпую подложку 8, помещена внутри катушек L1, L21 1.3> L4 свободно без закрепления или закреплена в точках, которые остаются неподвижными при изгибных колебаниях подложки. Ось легкого намагничивания пленки, т. е, направления, в котором ориентируется вектор магнитного момента И пленки в отсутствии внешних полей, на чертеже обозначена как направление поля ынизотропии пленки Н . Источник 9 преобразуемого сигнала подключен к катушке 1.з.

Устройство работает следующим образом.

В катушке возбуждения, которая питается от генератора через усилитель, создается высокочастотное поле возбуждения Hp. Катушками Гельмгольца L создается поле подмагничивания Но. Эти поля приложены в плоскости магнитной пленки, расположешюй внутри катушек. Величины полей Нр и Но соответствуют значениям, нрп которых в пленке получают вращение магнитного момента М, а в контуре L4C> возникают устойчивые параметрические колебания.

На вход катушки Lq преобразуемого сигнала от источника подается напряжение, характеризующее состояние контролируемого объекта. Частота этого напряжения должна быть равна частоте напряжения возбуждения, подаваемого с высокочастотного генераторы и быть с ним в фазе. Для создания синфызпостн этих напряжений катушка L преобразуемого сигнала соединена с фазовым детектором, ны который подается также напряжение с генератора.

Выход фазового детектора цепью обратной связи через усилитель 5 соединен с входом генератора.

Ввод в схему устройства генератора с регулируемым выходом позволяет изменять величину Нр (см. фиг. 2), что дает возможность устройству при одной и той же пороговой величине Hp и Нр, работать в широком интервале входных сигналов.

Разделение величины поля Нр пы две составляющие, одна из которых создает исходное рабочее состояние устройства (генератор

1 через усилитель 2 соединен с L,), и другая является входной (источник 9 преобразуемого

55 сигнала соединен с L>), требует создания синфазности этих двух составляющих при непременном соблюдении условия, что частота входного сигнала и частота генератора должны быть равны. Для обеспечения синфазности в цепи обратной связи включен фазовый детектор и усилитель 5, цель которых выработать напряжение разностной частоты — разность частот генератора и источника входного сигнала. На эту разность (сигнал рассогласования) реагирует генератор, выдавая напряжение на выходе, синфазное с напряжением источника.

Пусть напряжению накачки (полю Нр ), подаваемому на контур L C, соответствует амплитуда устойчивых параметрических колебаний на характеристике U»„— точка А (см. фиг. 2). При подаче в катушку L> напряжения, синфазного с напряжением накачки, поле в катушке будет совпадать по фазе с полем

11р+Ло (до точки Б) не будет превышать значение поля Hp в системе будет линейный рост амплитуды параметрических колебаний (на характеристике это выразится приращением амплитуды ЛУ»„). Как только Нр,+

+ЛНр станет больше Нр, в результате нелинейного взаимодействия магнитной системы (пленка) с немагнитной системой (подложка) через мапгнтнострикционные силы, произойдет резкий скачок амплитуды параметрических колебаний (точка В) с одновременным возникновением низкочастотной амплитудной модуляции. Частота этой модуляции определяется механическими характеристиками подложки. Глубина модуляции по экспериментальным данным пропорциональна превышению поля ЬНр над значением Нр

Участок от точки А до точки Б на характеристике является участком преобразования частоты.

Параметрические колебания, промодулированные о амплитуде, с катушки L4 преобразуемого сигнала поступают на амплитудный детектор 6 и далее на выход. На выходе получается сигнал, частота которого в 10 — 10 раз меньше час готы преобразуемого сигнала. В связи с тем, что в устройстве использован принцип параметрического усиления, выходной сигнал может иметь величину нескольких вольт.

Если сигнал, подаваемый в катушку преобразуемого сигнала (нли сумма полей

Нр,+КНр,+ЬНр,) стал больше значения Нр, где Нра†порог ограничения, на выходе устройства в этом случае сигнала нет (точка В).

Предмет изобретения

Двухпороговый преобразователь-ограничитель, содержащий источник постоянного тока, соединенный с кольцами Гельмгольца, катушку индуктивности преобразуемого сигнала с

328524 нр

Фиг. 2

Подписное

Изд. ¹ 185

Тираж 448

Заказ 672/3

Типография, пр, Сапунова, 2 источником сигнала, генератора высокой частоты с катушкой возбуждения, катушку преобразованного сигнала и тонкую магнитную пленку, помещенную в поле упомянутых катушек, отлича ощийся тем, что, с целью устранения гальванической связи входа и выхода преобразователя устройства и повышения его помехоустойчивости, он содержит амплитудный и фазовый детекторы, а магнитная пленка выполнена на диэлектрической подложке и расположена в системе катушек так, что ось ее легкого намагничивания перпендикулярна к оси катушки преобразуемого сигна5 ла, соединенной также через фазовый детектор с генератором, и параллельна оси катушки преобразованного сигнала, к которой подключен амплитудный детектор.