CN1129821A - 压电振子的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本压电振子的控制电路有两个支路，各支路具有开关装置(T1，T2)和一串联连接线路，开关装置(T1，T2)设计得使其在收到控制信号后进入截止状态和导通状态，串联连接线路由线圈(2，2′)和二极管(3，3′)组成，线路的第一端子(A，A′)接供电电压源(1)，线路的第二端子(B，B′)接所述开关装置(T1，T2)。振子(4)连接在所述第二端子(B，B′)之间，使其在所述第一(或第二)开关装置处于截止状态同时第二(或第一)开关装置处于导通状态时交替在第一(或第二)方向上受激发。

Description

压电振子的控制电路
本发明涉及压电振子的一种控制电路。这种压电振子具体是要用来替备具有音响警报装置的电子手表的。
压电振子的控制电路是大家早知道的电路，例如从美国专利US-A-4232241可了解到这种电路的情况。该专利文献介绍的电路有一个支路由一个线圈和一个二极管串联连接组成，一个压电振子与该支路并联连接，形成并联电路。该并联电路的一端接电压源，另一端接一个晶体管，晶体管本身也接该电压源。晶体管导通时，电流流过支路和晶体管，于是线圈将相应的电磁能储存起来。晶体管截止时，电流流过并联电路，因而线圈中感应出的电压加到振子的端子上，将振子激发起来。
然而，用这种电路得出的声级有限，这是采用这种电路作为音响警报的一个缺点。实际上线圈所能储存的能量的多少是线圈体积的函数，即构成线圈的线匝数和导线直径的函数。控制电路既然是要装在例如手表中，不用说这类电路不可以太大。
本发明的目的是提供解决这些问题的办法，即提供压电振子的一种结构简单、不贵、能获得极高的声级、而不致使电路的体积过大因而可以装入例如手表中的控制电路。
本控制电路，包括：
第一支路，包括：
第一开关装置，设计得使其收到第一周期性控制信号之后进入截止和导通状态；和
第一串联连接线路，由线圈和二极管组成，线路的第一端子接电压源，线路的第二端子接所述第一开关装置；其特征在于，它还包括：
第二开关装置，设计得使其收到第二周期性控制信号之后进入截止和导通状态；和
第二串联连接线路，由线圈和二极管组成，线路的第一端子接所述电压源，线路的第二端子接所述第二开关装置；所述振子连接在所述第二端子之间，使得所述第一开关装置处于截止状态时，所述第二开关装置处于导通状态，且电气上与所述振子及所述第一串联连接线路串联连接，而当所述第二开关装置处在截止状态时，所述第一开关装置处于导通状态，且电气上与所述振子和所述第二串联连接线路串联连接。因而可以实现上述目的。
本发明所述的解决办法是用两条电压供应线给压电振子供电，每条供应线有一个线圈。这样就可以使振子不断保持带电，最大限度地处于受激发的状态。实际上，振子是相对于其静止位置双向受激的，因而其位移幅度比现有技术的振子大。因此不难理解，即使电路的效率降低了，声级也仍然比现有技术的电路高得多。
参看附图阅读下面的说明，可以更清楚地了解本发明的其它特点和优点。这些附图仅仅是举例而已，其中：
图1是本发明压电振子控制电路的原理图；
图2是用图1的电路激发压电振子的示意图。
该电路包括电压源1，其电压为例如为3伏，给两个电支路供电。各支路由一个线圈2、2′和一个二极管3、3′组成，这个线路是借助第一端子A、A′连接到电压源1的高压供电电平上连接的。当然各线圈2、2′的各二极管3、3′的位置是可以对调的。各接线又借助于中间的第二端子B、B′连接到开关装置上，例如晶体管T1、T2。各晶体管T1、T2的发射极接电压源的低压电平，使电流可以在晶体管导通时流过各分支。当然，这里串联连接和晶体管的位置也可以对调。在此情况下，各晶体管的公用端子为接高压电平的那一端，而不是所举实例中接供电电压源低压电平的那一端。两端子B与B′之间连接有压电振子4，例如压电膜片。
各晶体管T1、T2分别由加到其基极的周期性控制信号S1和S2控制。信号S2与信号S1在相位上相差例如180度，因而晶体管T1因控制信号S1而导通时，另一个晶体管T2则因控制信号S2而保持在截止状态。
控制信号S1和S2为例如脉冲信号，其各自的前沿分别使晶体管的状态发生变化。晶体管T2导通时，晶体管T1进入截止状态，于是电流从连续供电电压源1流过线圈2′和二极管3′，继而通过晶体管T2、线圈2′，从而储存相应的能量。
晶体管T1因其控制信号S1导通的那一时刻，晶体管T2在其控制信号S2的作用下进入截止状态，信号S2与信号S1有一个相位差。于是线圈2′中的感应电压就加到振子4的端子上，激发振子4。另一方面，电流从连续的电压源1流过线圈2和二极管3，流经晶体管T1，从而使线圈2将相应的能量储存起来。
于是振子4保持处在线圈2或线圈2′的感应电压的作用下。只要加到振子4的电压，其变化的频率相当于振子的谐振频率，将使振子受到最大的激励。
图2示意性表示振子的这种受激状态。线圈2所加的电压在相对于振子4静止位置的第一方向(例如在图2中虚线所示的向上方向)上激励着振子4。线圈2′所加的电压接着在上述晶体管T1、T2改变状态的时刻在另一方向(例如在图2中也示出的向下方向)激励着振子4。这样，振子4交替由线圈2和2′驱动，在两个方向按与扬声器膜片相适应的方式振动，其位移d比起只在一个方向上激发时的大。
本发明控制电路的好处在于，通过采用频率稍有不同的控制信号S1和S2，可以使警报和警察的警报类似，具有两个音调。当然，控制信号按行家们周知的方式采用扫描频率也可以使本发明电路的警报具有四个音调。
这样就得出了一种声级比按现有技术电路得出的高得多的电路，而无需增加电路的体积。
本发明控制电路的好处还在于，它可用于具警报器件的手表中。因此，本发明的电路用手表的电池就能产生在10厘米下大约110分贝的声级，这当然也取决于压电振子的大小和安置压电振子所在的空腔。

Claims (4)

1.压电振子的一种控制电路，包括：
第一支路，包括：
第一开关装置(T1)，设计得使其收到第一周期性控制信号(S1)之后进入截止和导通状态；和
第一串联连接线路，由线圈(2)和二极管(3)组成，线路的第一端子(A)接电压源(1)，线路的第二端子(B)接所述第一开关装置(T1)；其特征在于，它还包括：
第二开关装置(T2)，设计得使其收到第二周期性控制信号(S2)之后进入截止和导通状态；和
第二串联连接线路，由线圈(2′)和二极管(3′)组成，线路的第一端子(A′)接所述电压源(1)，线路的第二端子(B′)接所述第二开关装置(T2)；所述振子(4)连接在所述第二端子(B，B′)之间，使得所述第一开关装置(T1)处于截止状态时，所述第二开关装置(T2)处于导通状态，且电气上与所述振子(4)及所述第一串联连接线路(2，3)串联连接，而当所述第二开关装置(T2)处在截止状态时，所述第一开关装置(T1)处于导通状态，且电气上与所述振子(4)和所述第二串联连接线路(2′，3′)串联连接。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关装置，各个都有一个晶体管，各晶体管的基极上加有所述第一或第二控制信号(S1，S2)，各晶体管的集电极/发射极通路接所述第二端子(B，B′)。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第二控制信号(S2)的相位与所述第一控制信号(S1)相差180度。
4.一种具有音响警报器件的手表，其特征在于，它有一个如1、2或3任一权利要求所述的控制电路。
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