Пьезоэлектронный триггер

 

(((i 961108

Союз Соввтсиих

Социаяистичвсиих

Рвспубпии

ОП ИСАНИЕ

H305PETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 01. 12. 80 (21) 3210046/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 03 К 3/45

МЬеударотоанный комнтет

CCCP

40 делам. нзобретейнй н отхрытнй (53) УДК 621.374

- 088.8) Опубликовано 23. 09. 82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23 . 09. 82 (72) Авторы изобретения

А. А. Ерофеев, В. С. Акопян и А. А. Ушаков (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННЫЙ ТРИГГЕР нием Г1) 1

Изобретение относится к импульсной технике, а также может быть использовано в качестве функционального модуля для устройств стабилизации напряжения с пьезокерамическими трансформаторами.

Известны триггерные устройства, содержащие пьезокерамический элемент.

В известных устройствах триггерный эффект достигается приложениемвысоких переполяризующих переменных полей, за счет чего на выходных электродах происходит изменение фазы выходного сигнала..Они содер- жат пьезокерамический трансформатор, и желаемый эффект достигается управлением выходным питающим напряжеНедостатками этих устройств являются использование высоких переполяриэующих полей, применение пьезотрансформатора, не всегда желательный мо2 дулированный выходной сигнал, низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

5 пьезоэлектронное триггерное устройство. Переход из одного устойчивого состояния в другое для такого устройства, выполненного на основе пьезотрансформатора, осуществляется за счет подачи высоких напряжений смещения Есм на управляющую секцию пьезотрансформатора. Известно, что для пьезотрансформаторов смещение ре" ,зонансной частоты Гр примерйо íà 5Ô

is требует подачи напряжения смещения

Есмъ+ 400-800 В Г2).

Недостатками такого устройства являются высокие входные управляющие напряжения, низкое быстродействие, неустойчивая надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия пьезоэлектронного триггера.

9611

Поставленная цель достигается тем, что s пьеэоэлектронный триггер, содержащий амплитудный детектор, введен двухвходовой генератор и пьезокерамический элемент, состоящий ив входной и выходной пластин. с одним общим электродом, причем выход двухвхоДового генератора -подключен к электродам входной и выходной пластин, общий электрод которых соединен с выходной шиной пьезоэлектронного ляющего напряжения; на фиг. 4 - зави- 2р симость амплитуды выходного напряжения от частоты при постоянной амплитуде входного напряжения, для данного способа включений пьезокерамического элемента.

Пьезоэлектронный триггер содержит (фиг. 1) пьезокерамический биморфный элемент, состоящий из входной

1 и выходной 2 пластин, связанных сплошным электродом 3 в акустически монолитную конструкцию. Сплошной электрод 4 на другой грани входной

30 пластины подключен к выходу генератора, гальванически не связанные электроды 5 и 6 на грани выходной пласти

35 ны соединены с шинои нулевого потенциала (электрод 6 пластины 2 соединен с шиной нулевого потенциала для исключения влияния емкости подэлектродной области). Выходная шина 7 со40 единена с общим для входной и выход" ной пластин электродом и входом амплитудного детектора 8, выход которого подключен к одному из двух управляющих входов генератора 9, управ45 ляемого напряжением, другой вход которого соединен с входной шиной 10.

Пьезоэлектронный триггер работает следующим образрм.

Условимся, что направление стрелки указывает направление положительной остаточной поляризации. Под.электродные области электродов 5 и 6 выходной пластины 2 и электрода 4 входной пластины 1 с целью получения максимальной амплитуды выходного сигнала поляризованы, как показано на фиг. 1. В одном из устойчивых триггера и входам амплитудного де тектора, выход которого соединен с входом двухвходового генератора.

На фиг, 1 представлена схема пье- 1s зоэлектронного триггера; на фиг. 2временная диаграмма входных и выходного напряжений; на фиг, 3 - зависимость частоты генератора от управ08, 4 состояний, когда на вход 1 устройст- ва не поступают запускающие импульсы, на электроды 4-6 подаются с вы" хода генератора 9 положительные импульсы с амплитудой, значительно меньше амплитуды напряжения переполяризации и частотой fbi f », (f =(0,8" 0,9) fp), которой соответу г (» ствует максимальный для данного способа включения пьезокерамического элемента выходной сигнал (фиг. 4) на выходной шине 7, Это соответствует управляющему напряжению генератора 9 0„. О (фиг. 3), равному выходному напряжению амплитудного детектора 8. 3а счет обратного пьезоэффекта пластины 1 и 2 деформируются и, благодаря. прямому пьезоэффекту, входное напряжение детектора

8 и выходное напряжение триггерного устройства на шине 7 имеют высокую амплитуду, соответствующую первому устойчивому состоянию "1". Переход триггерного устройства в другое устойчивое состояние начинается в момент прихода отрицательного запускающего импульса на входную шину 10. При этом управляющее напряжение генератора 9 уменьшается до

U„= U (фиг. 3), что соответствует частоте выходных сигналов, равной

= fp

Их о .вход генератора 9, тем самым обеспе" чивается частота работы генератора 9, равная f f< . Переход триггерного. устройства обратно в первое устойчивое состояние достигается подачей положительного запускающего импульса на шину 10. При этом управляющее напряжение генератора 9 увеличивается

U U (фиг. 3), частота выходных сигналов генератора 9 становится равной

f f и на выходной шине 7, входе и на выходе амплитудного детектора 8 ам- плитуды сигналов увеличиваются. Следовательно, поддерживается напряжение

U<- =Ц, а значит, и частота выходных сигналов генератора 9 f= f, чем и достигается первое устойчивое состояние, которое сохраняется неограниченное время ° На электроды 4 пластины 1

0В

Фх

Фа

S 9611 и электроды 5, 6 пластины 2 от генератора 9 могут подаваться не только прямоугольные сигналы, а также сину.соидальные сигналы (показано на фиг, 2б пунктиром), т, е. генератор 9.может представлять собой генератор синусоидальных напряжений, Использование предлагаемого устройства имеет "амостоятельное значение, как элемента импульсной (цифровой) техники, а также оно может быть применено в качестве функционального моду"ля в устройствах стабилизации напряжения с пьезокерамическими трансформаторами. Это позволяет повысить точ- ность и стабильность работы., увеличивает КПД и надежность, а также делает устройство повышенной серийноспособности. При этом используются сиг- . налы низкого уровня, узлы схемы выпол- няются на основе интегральных микросхем (имеют с ними сопряженные уровни сигналов).

Формула изобретения

Пьезоэлектронный триггер, содер- 25 жащий пьезокерамический элемент и амплитудный детектор, о т л и ч à ioшийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, он дополнительно содержит двухвходовой генератор, а пьезокерамический эле" мент выполнен в виде биморфного элемента, состоящего из входной и выходной пластин с одним общим электродом, причем выход двухвходового генератора подключен к электродам входной и выходной пластин, общий электрод которых соединен с выход" ной шиной пьезоэлектронного триггера и входом аМплитудного детектора, выход которого соединен с первым входом двухвходового генератора, рторой вход которого подключен к входной шине пьезоэлектронного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

If 520692, кл. Н 03 К 3/286, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

11 569016, кл. H 03 K 3/45, 1977 (прототип).

961108

- ем

Составитель С. Пронин

Техред И.Рейвес Корректор Е. Рошко

Редактор Т. Кугрншева

Заказ 7314/74

Тираж.959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Рауасквя наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4