DE2929646A1

DE2929646A1 - Ultrasonic generator for dental treatment - has switched magnetostrictive transducer which maintains oscillator supplying switching pulses at transducer resonance frequency

Info

Publication number: DE2929646A1
Application number: DE19792929646
Authority: DE
Inventors: Alfred Wieser
Original assignee: Medtronic GmbH
Current assignee: Medtronic Medizinisch Elektronische Geraete GmbH
Priority date: 1979-07-21
Filing date: 1979-07-21
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2929646C2

Abstract

The magneto-strictive transducer of an ultrasonic generator is switched via an oscillator signal. A regulation voltage maintains the oscillator frequency at the resonance frequency of the magneto-strictive transducer. The regulation voltage is supplied from an integration stage (11,12) which is charged or discharged at the required switching rate and which uses the sum of a fixed voltage and the reaction voltage through a transducer winding (7) caused by the periodic switching. The oscillator comprises a multivibrator (1) supplying a signal via an RC element (3,4) to a switching transistor (6) with the transducer winding (7) connected in the collector circuit. The collector is connected via a diode (10) to an integration stage (11,12).

Description

Titel: UltraschallgeneratorTitle: Ultrasonic Generator

Ultraschallgenerator Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgenrator mit einem magnetostriktiven Wandler sowie mit einem Oszillator, der ein ein periodisches Ab- und Anschalten des Wandlers bewirkendes Signal liefert und dessen Frequenz durch eine Regelspannung regelbar ist.Ultrasonic generator The invention relates to an ultrasonic generator with a magnetostrictive transducer and with an oscillator that is a periodic Switching the converter off and on provides the signal and its frequency a control voltage can be regulated.

Ultraschallgeneratoren sind an sich in zahlreichen Ausführungen bekannt und arbeiten grundsätzlich in der Weise, daß das vom oszillator bzw. Generator erzeugte elektrische Signal im Wandler in mechanische Schwingungen ljmgewandelt wird. Bei sog. magnetostriktiven Wandlern erfolgt die Umwandlung des elektrischen Signales in mechanische Schwingungen dadurch, daß eine vom elektrischen Signal durchflossene Spule zusammen mit einem Kern aus einer Eisen- und/oder Nickellegierung ocir aber aus einer anderen geeigneten Legierung verwendet wird, der dann aufgrund des sog. "Magnetostriktionseffektes" beim Durchfließen eines Stromes durch die Se bzw. Wicklung zu mechanischen Ldngenänderungen veranla3t wird. Abhangig von Querschnitt und von der Größe einer solchen Wandleranordnung ergibt sich für den betreffenden Wandler eine bestimmte mechanische Resonanzfrequenz, bei der sich im Material des Kernes periodische Schwingungen bzw. periodische Längenänderungen mit einer maximalen Amplitude einstellen. Diese mechanischen Schwingungen treten im Resonanzfall in der Regel als stehende Welle im Kern des Wandlers auf, und zwar mit Nullstellen und Polen, wobei diese mechanischen Schwingungen über ein mechanisches Anpassungsglied (akustischer Transformator) an das jeweils verwendete Werkzeug weitergegeben bzw. auEekoppelt werden. Bei einem Ultraschallzahnbehandlungsgerät ist das Werkzeug beispielsweise ein kleiner Meißel, der zum Entfernen von Zahnstein dient. Selbstverständlich wird die jeweilige Resonanzfrequenz bzw. die mechanische Resonanz des Wandlers nicht nur durch Legierungs- und Fertigungstoleranzen beim verwendeten i(ern sondern auch durch Temperaturunterschiede basnflußt. Eine wesentliche Beeinflussung der mechanischen Reeonanz erfolgt weiterhin durch die Belastung des Wandlers.Ultrasonic generators are known per se in numerous designs and basically work in such a way that the generated by the oscillator or generator electrical signal is converted into mechanical vibrations in the converter. at So-called magnetostrictive converters are used to convert the electrical signal into mechanical vibrations in that one of the electrical signals flows through it Coil together with a core made of an iron and / or nickel alloy ocir but made of another suitable alloy is used, which is then due to the so-called. "Magnetostriction effect" when a current flows through the Se or winding mechanical changes in length are caused. Depending on the cross-section and on the size of such a transducer arrangement results for the transducer in question a certain mechanical resonance frequency at which in the material of the core periodic oscillations or periodic changes in length with a maximum amplitude to adjust. These mechanical vibrations usually occur in the case of resonance as a standing wave in the core of the transducer, with zeros and poles, these mechanical vibrations via a mechanical adapter (acoustic Transformer) to the tool used in each case or decoupled will. In the case of an ultrasonic dental treatment device, the tool is for example a small chisel that is used to remove tartar. Of course it will the respective resonance frequency or the mechanical resonance of the transducer is not only due to alloy and manufacturing tolerances in the i (ern but also influenced by temperature differences. A major influence on the mechanical Reonance continues to take place due to the load on the converter.

Um sicherzustellen, daß der Wandler eine größtmögliche Energie abgibt, ßt es bei Ultraschallgeneratoren grundsätzlich erforderlich, den Wandler mit Resonanzfrequenz anzusteuern. Da die Resononzfrequenz des Wandlers - wie erwähnt - von zahlreichen Bedingungen abhängig ist, die sich auch während des Betriebes ändern können, ist es bei Ultraschallgeneratoren weiterhin üblich, eine Frequenznachstimmung fur den den Wandler treibenden Oszillator in der Weise vorzusehen, daß der Wandler stets mit Resonanzfrequenz bzw.To ensure that the converter delivers as much energy as possible, In the case of ultrasonic generators, it is fundamentally necessary to use the transducer with a resonance frequency head for. Since the resonance frequency of the transducer - as mentioned - of numerous Conditions that can also change during operation is dependent It is still common practice for ultrasonic generators to adjust the frequency for the to provide the transducer-driving oscillator in such a way that the transducer always with resonance frequency or

mit einer Frequenz angesteuert wird, die in etwa der Resonanzfrequenz entspricht.is controlled with a frequency which is approximately the resonance frequency is equivalent to.

Bisher sind einige solche Systeme bzw. Schaltungsanordnungen bekannt geworden.Some such systems or circuit arrangements are known so far become.

Hierbei handelt es sich in erster Linie um sog. selbsterregte Gearatoren, d.h. eine am Wandler z.B. induktiv ausgekoppelte sinusförmige Wechselspannung wird mit einer solche Phasenlage auf den Eingang des den Wandler treibenden Verstärkers rückgekoppelt, daß die Schwingbedingungen des Verstärkers erfüllt sind und der Verstärker zusammen mit dem Wandler einen selbsterregten Oszi-llator bildet.These are primarily so-called self-excited gearators, i.e. a sinusoidal alternating voltage that is e.g. inductively coupled out at the converter with such a phase position to the input of the amplifier driving the converter fed back that the vibration conditions of the amplifier and the amplifier are met together with the converter forms a self-excited oscillator.

Ultraschallgeneratoren dieser Art haben den grundsd.tzlichen Nachteil, daS am Wandler zusätzliche Mittel, z.B. eine zusatzliche Wicklung zum Auskoppeln des Rdkkopplungssignals vorgesehen werden müssen. AuBerdem ist zusätzlich zu den eigentlichen Ansteuerleitungen, die den Wandler mit dem Ausgang des diesen Wandler treibenden Verstärkers verbinden, wenigstens eine zusätzliche Ruckkopplungsleitung erforderlich, was dann besonders nachteilig ist, wenn der Wandler beispielsweise in einem Handstück eines zahnärztlichen Behandlungsgerätes und die übrige Ansteuerschaltung im ortsfesten Teil dieses Gerätes untergebracht sind. Ein weiterer wesentlicher Nachteil von Ultraschallgeneratoren dieser Hrt beteht auch darin, daß eine sinusförmige Wandleransteuerung verwendet wird, die zwangsläufig größere Verluste zumindest in der Endstufe des den Wandler ansteuernden Verstärkers bedingt. Außerdem ist eine zusätzliche Vormagnetisierung des Wandlers und damit eine Entkopplung zwischen dem Sinussignai un der Vormagnetisierungsspannung erforderlich.Ultrasonic generators of this type have the fundamental disadvantage the converter has additional means, e.g. an additional winding for decoupling of the coupling signal must be provided. In addition to the actual control lines that connect the converter to the output of this converter connecting the driving amplifier, at least one additional feedback line required, which is particularly disadvantageous when the converter, for example in a handpiece of a dental treatment device and the rest of the control circuit are housed in the stationary part of this device. Another essential one The disadvantage of ultrasonic generators of this type is that they are sinusoidal Converter control is used, which inevitably leads to greater losses, at least in the output stage of the amplifier driving the converter. Also is a additional pre-magnetization of the converter and thus a decoupling between the sinusoidal signal and the bias voltage are required.

Letzteres kann nur durch die Verwendung von Entkopplungsdrosseln erreicht werden, die verbultnismäßig große Abmessungen aufweisen und außerdem in ihrer Herstellung relativ teuer sind.The latter can only be achieved through the use of decoupling reactors that have large dimensions and also in their manufacture are relatively expensive.

Andere bekannte Systeme sehen im elektromechanischen Wandler zusätzliche vor piezoelektrische Wandler vor oder aber besondere AuskopplungsspulenJ mit denen die mechanische Auslenkung des Wandlerkernes erfaßt wird und die zur Gewinnung einer Spannung dienen, welche der Auslenkung des Wandlerkernes proportional ist und dann zur Nachsteuerung des Generators verwendet werden kann. Auch diese Ultraschallgeneratoren haben den grundsätzlichen Nachteile, daß zumindest eine zusätzliche Leitung zwischen der eigentlichen Ansteuerschaltung und dem Wandler vorgesehen werden muß, über die (zusätzliche Leitung) das zur Nachsteuerung des Oszillators bzw. Generators dienende Signal der Antriebsschaltung vom Wandler zugeführt wird.Other known systems see additional in the electromechanical converter in front of piezoelectric transducers or in front of special decoupling coils with them the mechanical deflection of the transducer core is detected and to obtain a Serve voltage, which is proportional to the deflection of the converter core and then can be used to adjust the generator. These ultrasonic generators too have the fundamental disadvantages that at least one additional line between the actual control circuit and the converter must be provided over the (additional line) that is used to readjust the oscillator or generator Signal is fed to the drive circuit from the converter.

Weiterhin ist ein Ultraschallgenerator bekannt, welcher die Stromresonanz des Wandlers zur Nachstiumung des Generators bzw. Oszillators ausnutzt.Furthermore, an ultrasonic generator is known, which the current resonance of the converter to Nachstiumung the generator or oscillator exploited.

Bei dieser bekannten Schaltung wird aus dem durch den Wandler fließenden Strom an einem im Wandlerstromkreis zusätzlich angebrachten Widerstand ein Signal gewonnen, welches dann zur Nachstimmung des Oszillators auf Wandler-Rsonanzfrequenz benutzt wird. Obwohl diese bekannte Schaltung den grundsätzlichen Vateil besitzt, daß eine zusätzliche Rückkopplungsleitung vom Wandler an die den Wandler treibende Schaltung entfällt, besitzt diese bekannte Schaltung jedoch den Nachteil, daß neben einem zusätzlichen Hoch-Last-Widerstand mit unvermeidbarem Leistungsverlust an diesem Widerstand bei plötzlichen Belastungsänderungen am Wandler sich auch eine plötzliche Stromänderung ergibt, die in unerwünschter Weise zu einer Verstimmung des Oszillators führt, d.h. bei dieser bekannten Schaltung kommt die Regeleinrichtung bei plötzlich auftretenden höheren Belastungen adir Tritt, da keinerlei Vorzeichenbestimmung vorliegt, in welche Richtung der Oszillator nachgeregelt werden muß. Außerdem wird durch die in der Praxis notwendige Leistungsvariation auch der strom in derart starkem Flaße beeinflu3t, Uan beispielsweise bei einem geringen Strom durch den andler und bni einer damit verbundenen geringen Regelspannung am Widerstand über den mit einem bestimmten Verstdrkungsgrad arbeitenden Differentiolverstärker im Regelkreis eine Nachstimmung auf die Sollfrequenz nicht mehr möglich ist.In this known circuit, from the flowing through the converter Current at an additional resistor in the converter circuit generates a signal won, which is then used to retune the oscillator to the transducer resonance frequency is used. Although this known circuit has the basic disadvantage, that an additional feedback line from the transducer to the one driving the transducer Circuit is omitted, but this known circuit has the disadvantage that in addition to an additional high-load resistor with an unavoidable loss of power on it Resistance in the event of sudden changes in load on the converter is also a sudden one The change in current results in an undesirable detuning of the oscillator leads, i.e. with this known circuit, the control device comes on suddenly occurring higher loads adir kick, there no sign determination the direction in which the oscillator must be readjusted is present. Also will Due to the power variation required in practice, the current is so strong Flaße influences, Uan, for example, with a low current through the andler and bni an associated low control voltage at the resistor over the with a a certain degree of amplification working differentiol amplifier in the control loop Retuning to the target frequency is no longer possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfinc'ung ist es, einen Ultraschallgenerator aufzuzeigen, der bei einfachem Hufbau wirkungsvoll arbeitet und die ,nachteile bekannter Ultraschallgeneratoren bzw. Schaltungen vermeidet.The task of the present invention is to provide an ultrasonic generator to show who works effectively with simple hoof construction and the disadvantages known Avoids ultrasonic generators or circuits.

Sud lösung dieser Aufgabe ist ein Ultraschallgenerator, insbesondere ein Ultraschallzahnbehandlvngsgerät der eingangs geschilderten rt erfindungsgemaß so ausgestaltet, daß zur Erzeugung der den Oszillator nachstimmenden Regelspannung ein Integrationsglied vorgesehen ist, welches im Takt des Ab- und Anschaltens des Wandlers geladen und/oder entladen wird, und welches aus der Summe aus einer festen Spannung der der Rückschlagspannung, die am Wandler bzw. an der Wicklung des Wandlers beim periodischen Abschalten dieses wandlers auftritt, die Regelspannung gewinnt.Sud's solution to this problem is an ultrasonic generator, in particular an ultrasonic dental treatment device according to the invention of the type described at the beginning designed so that to generate the control voltage that tunes the oscillator an integration element is provided, which in time with the switching off and on of the Converter is charged and / or discharged, and which of the sum of a fixed Voltage of the kickback voltage applied to the converter or to the converter winding occurs when this converter is switched off periodically, the control voltage wins.

Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallgenerator ist der Oszillator vorzugsweise ein Impulsgenerator, d.h. es erfolgt eine impulsförmige Ab- und Anschaltung des Wandlers, wodurch vor allem auch die Leistungsverluste in der den Wandler treibenden Endstufe des Verstärkers bzw. der elektrischen Schaltung auf ein Minimum reduziert werden.In the ultrasonic generator according to the invention, the oscillator is preferably a pulse generator, i.e. a pulse-shaped switch-off and switch-on takes place of the converter, which in particular also reduces the power losses in the drive that drives the converter Output stage of the amplifier or the electrical circuit reduced to a minimum will.

Lin besonderer Vorteil GeS erfindungsgemäßen Ultrascilaligenerat rs besteht darin, da3 die am Wandler bzw. an dessen Wicklung auftretende l'ückschlagspannung bzw. uberschlagspannung nur in geringem Fjaße vom Wandlerstrom beeinflui"t wird, da für die Höhe der Rückschlagspannung in erster Linie die Induktivität des Wandlers (Betrieb außerhalb der Kernsättigung) sowie die Abschaltzeit maßgebend sind, und zwar entsprechend der folgenden Gleichung: URS= -Ldi Wt Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ultraschallgenerators ist darin zu sehen, daß bei ihm keinerlei frequenz - oder spannungsstabilisierende Flai3nahmen erforderlich sind, da eine Erhöhung oder Verrinqerung der Betriebsspannung zwar die Wandlerleistung beeinflußt, nicht jedoch die Abschalt-Überspannungs-Charakteristik und dabei insbesondere auch nicht den Rückgang der Rückschlagspannug bei Wandler-Resonanzfrequenz, wie er (Rückgang der Rückschlagspannung) bei magnetostriktiven Wandlern aufgrund der Verringerung der Induktivität im Resonanzfall typisch ist. Diese Induktivitätsverringerung und die damit verbundene Verringerung der Amplitude der Rückschlagspannung wird bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallgenerator als Nachsteuerkiterium verwendet.Lin a particular advantage GeS Ultrascilaligenerat rs according to the invention consists in that the kickback voltage occurring at the converter or its winding or flashover voltage is only slightly influenced by the transformer current, because the level of the kickback voltage is primarily the inductance of the converter (Operation outside of core saturation) and the switch-off time are decisive, and although according to the following equation: URS = -Ldi Wt Another essential The advantage of the ultrasonic generator according to the invention is that at No frequency or voltage stabilizing measures are required are, since an increase or decrease in the operating voltage increases the power of the converter affects, but not the shutdown overvoltage characteristic and in particular also not the decrease in the kickback voltage at transducer resonance frequency, such as er (decrease in kickback voltage) in magnetostrictive converters due to the Reduction of the inductance in the case of resonance is typical. This inductance reduction and the associated decrease in the amplitude of the kickback voltage used in the ultrasonic generator according to the invention as a readjustment kiterium.

Durch Änderungen der Versorgungsspannung wird lediglich der Gesamtbetrag der Wandlerrückschlagspannung geändert, die sich aus der Versorgungsspannung und der induktiven Abschaltüberspannung bzw. Rückschlogspannung zusammensetzt. Anderungen der Versorgungsspannung beeinflussen jedoch dicht den typischen Verlauf der Rückschlagspannung am Wandler, der (typischer Verlauf) sich dadurch auszeichnet, daß die Ruckschlagspannungnit steigender Frequenz zwar ansteigt, im Resonanzfall jedoch einen deutlichen Einbruch aufweist.Changes to the supply voltage only reduce the total amount the converter kickback voltage changed, resulting from the supply voltage and the inductive switch-off overvoltage or backlash voltage. Changes however, the supply voltage closely influence the typical course of the kickback voltage on the converter, which (typical curve) is characterized by the fact that the kickback voltage is not Increasing frequency increases, but in the case of resonance there is a clear drop having.

Dieser typische Verlauf, der sich auch in der Regelspannung wiederspiegelt erlaubt es, den erfindungsgemäßen Ultraschallgenerator so auszubilden bzw.This typical course, which is also reflected in the control voltage allows the ultrasonic generator according to the invention to be configured or

so zu betreiben, da3 beim Einschalten das Integrationsglied zunächst auf eine Spannung aufgeladen wird, die eine Regelspannung oder eine proportionale Regelspannung liefert, welche zu einem Anlaufen des Oszillators mit einer Frequenz führt, die über der isesonanzfrequenz liegt. tsach dem Anlaufen des Oszillators wird dann das Integrationsglied währen der ückschlagimpulse am iianuler beispielsweise periodisch entladen, wobei diese Entladung in einem bestimmten Zeitabschnitt um so größer ist, je höher die Frequenz ist, mit dem der Wandler periodisch ab- und angeschaltet wrd. Dieses Entladen des Integrationsgliedes führt dazu, daß sich die Spannung am Integrationsglied verringert, was dann aufgrund der Verringerung der Regelspannung zu einer Reduzierung der Oszillatorfrequenz führt und damit automatisch auch zu einer Verringerung der Entladung des Integrationsgliedes. Uie Schaltung ist dabei so ausgelegt, daß sich zumindest im Bereich der Wandler-Resornnz-Frequenz das Entladen des Integrationsgliedes und das Laden dieses Integrationsgliedes in etwa die Waage halten, wobei jedoch der Entladeeffekt gegenüber dem Ladeeffekt des Integrationsgliedes geringfügig Uberwiegen kann.to operate in such a way that the integration element is initially switched on is charged to a voltage that is a control voltage or a proportional one Control voltage supplies which lead to a start-up of the oscillator with a frequency leads, which is above the isesonance frequency. after the oscillator has started then becomes the integration element during the kickback impulses on the iianuler, for example periodically discharged, with this discharge changing over a certain period of time the greater, the higher the frequency with which the converter periodically switches off and on switched on. This discharge of the integration member leads to the fact that the Voltage on the integration link is reduced, which is then due to the reduction in Control voltage leads to a reduction in the oscillator frequency and thus automatically also to a reduction in the discharge of the integration link. Uie circuit is designed in such a way that at least in the range of the transducer resornnz frequency the unloading of the integration link and the loading of this integration link in keep about the scales, but the discharging effect versus the charging effect of the Integral link can predominate slightly.

Durch den oben beschriebenen Spannungseinbruch der Rückschlagspannung im Resonanzfall (Wandlerresonanzfrequenz) wird erreicht, daß die Frequenz des Oszillators durch die stetig abfallende Spannung am Integrationsglied bzw.Due to the voltage drop of the kickback voltage described above in the case of resonance (converter resonance frequency) it is achieved that the frequency of the oscillator due to the steadily decreasing voltage at the integration element resp.

durch die stetig abfallende Regelspannung von der höheren Frequenz in Richtung auf die niedrigere Resonanzfrequenz stetig nachgestimmt wird, wobei dann im Resonanzfall durch den Spannungseinbruch eine merkliche Reduzierung der Regelspannung erfolgt. Sobald der Resonanzpunkt erreicht ist, ist eine Verstimmung des Oszillators zu noch niedrigeren Frequenzen nicht mehr möglich, da jede Verringerung der Frequenz im Bereich des Spannungseinbruches zu einer Erhöhung der Rückschlagspannung führen würde, und zwar mit der Folge, daß sich die Regelspannung nd damit die Frequenz des Oszillators wieder erhöht, was dann eine erhöhte Entladung des Integrationsgliedes zu folge hätte.due to the steadily falling control voltage from the higher frequency is steadily retuned towards the lower resonance frequency, wherein then, in the case of resonance, a noticeable reduction in the voltage drop due to the voltage drop Control voltage takes place. As soon as the resonance point is reached, there is a detuning of the oscillator to even lower frequencies is no longer possible because of any reduction the frequency in the area of the voltage drop leads to an increase in the kickback voltage would lead, with the result that the control voltage and thus the frequency of the oscillator increases again, which then increases the discharge of the integration element would have to follow.

Eine Überschreitung des Resonanzpunktes in Richtung zu niedrigeren Frequenzen ist somit nicht möglich. In gleicher Weise ist auch eine Überschreitung des Resonanzpunktes zu höheren Frequenzen nicht möglich, da auch dies eine höhere Entladung des Integrationsgliedes bewirken würde. Die Schaltung bzw. der Regelkreis rasten somit bei der Resonanzfr£quenz ein.Exceeding the resonance point in the direction of lower Frequencies is therefore not possible. Exceeding is also the same of Resonance point at higher frequencies not possible, because too this would cause a higher discharge of the integration link. The circuit or the control loop thus locks in at the resonance frequency.

Bisher wurde davon ausgegangen, daß die Entladung des Integrationsgliedes periodisch entsprechend der Frequenz des Oszillators erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Ultraschallgenerator so auszubilden, daS das Laden des Integrationsgliedes periodisch entsprechend der Oszillatorfrequenz erfolgt bzw. dann erfolgt, wenn die Rückschlagimpulse am Wandler anliegen, während das Entladen des Integrationsgliedes in solchen eitintervallen erfolgt, in denen am Wandler kein Rückschlagimpuls anliegt.So far it has been assumed that the discharge of the integration link occurs periodically according to the frequency of the oscillator. Of course it is also possible to design the ultrasonic generator according to the invention in such a way that that the loading of the integration element is periodic according to the oscillator frequency takes place or takes place when the kickback pulses are applied to the converter while the integration element is discharged in such time intervals in which there is no kickback pulse at the converter.

Auch in diesem Fall ist die Schaltung wiederum vorzugsweise so ausgelegt, da,3 der Oszillator beim Einschalten mit einer Frequenz anschwingt, die oberhalb der Resonanzfrequenz liegt.In this case, too, the circuit is preferably designed in such a way that because 3 the oscillator oscillates when switched on with a frequency that is above the resonance frequency.

Es ist jedoch generell auch möglich, die Schaltung so auszulegen, c;a der Oszillator beim Einschalten mit einer Frequenz anschwingt, die unterhalb der Resonanzfrequenz liegt, wobei dann durch das periodische Aufladen oder Entladen des Integrationsgliedes die Frequenz sich der Resonanzfrequenz annähert, d.h. der Ladeeffekt übersteigt geringfügig den Entladeeffekt. Bei Erreichen der Resonanzfrequenz sinkt aufgrund des Spannungseinbruchs der Ladeeffekt gegenüber dem Entlodeeffekt ab, so daß die Regelschaltung dann im Resonanzbereich einrastet und dieser Bereich weder zu niedrigen noch zu hohen Freauenzen hin überschritten werden kann. Die Schaltung ist dabei wiederum vorzugsweise so ausgelegt, daß sich zumindest im Resora nzbereich der Lade- und der Entladeeffekt in etwa die Waage halten.However, it is generally also possible to design the circuit in such a way that c; a the oscillator oscillates when switched on with a frequency below the resonance frequency is, then by the periodic charging or discharging of the integration element the frequency approaches the resonance frequency, i.e. the Charging effect slightly exceeds the discharging effect. When the resonance frequency is reached the charging effect decreases compared to the discharging effect due to the voltage drop so that the control circuit then engages in the resonance range and this range cannot be exceeded either too low or too high. The circuit is in turn preferably designed so that at least in the Resora nzbereich the charging and discharging effects are roughly balanced.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die elektrische Schaltung eines Ultraschallgenerators gemäß der Erfindung, in Form eines Ultraschallzahnbehandlungsgerätes; Fig. 2 in graphischer Darstellung den Verlauf der am magnetostriktiven Wandler des Ultraschallgenerators gemäß Fig. 1 auftretenden RUckschlagspannung in Abhängigkeit von der Frequenz, mit der der Wandler ein- und abgeschaltet wird; Fig. 3 und 4 die elektrischen Schaltungen zweier abgewandelter Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Ultraschallgenerators.The invention is illustrated below with reference to the figures of exemplary embodiments explained in more detail. 1 shows the electrical circuit of an ultrasonic generator according to the invention, in the form of an ultrasonic dental treatment device; Fig. 2 in graphical representation of the course of the on the magnetostrictive transducer of the ultrasonic generator according to Fig. 1 occurring kickback voltage as a function of the frequency, with which the converter is switched on and off; 3 and 4 the electrical circuits two modified embodiments of the ultrasonic generator according to the invention.

In der Fig. 1, die einen Ultraschallgenerator in Form eines Ultraschall-Zahnbehandlungsgerätes im Prinzip zeigt, ist 1 ein Impulsgenerator, z.B.In Fig. 1, the an ultrasonic generator in the form of an ultrasonic dental treatment device shows in principle, 1 is a pulse generator, e.g.

ein Multivibrator, welcher an seinem Ausgang 2 ein Signal liefert, welches Uber ein RC-Glied, bestehend aus dem Widerstand 3 und dem Kondenstor 4 sowie über die Leitung 5 der Basis eines Transistors 6 zugeführt wird, der als Schalttransistor arbeitet und in dessen Kollektorstromkreis die Wicklung 7 des magnetostriktiven Wandlers angeordnet ist. Der Transistor 6 ist ein solcher des npn-Typs, so daß der Emitter dieses Transistors direkt mit der Schaltungsmasse bzw. mit der negativen Versorgungsleitung 8 verbunden ist, während der Kollektor des Transistors 6 über die Wicklung 7 an der positiven Versorgungsleitung 9 liegt.a multivibrator, which supplies a signal at its output 2, which via an RC element, consisting of the resistor 3 and the capacitor 4 as well is fed via line 5 to the base of a transistor 6, which acts as a switching transistor works and in its collector circuit the winding 7 of the magnetostrictive Converter is arranged. The transistor 6 is of the npn type, so that the Emitter of this transistor directly with the circuit ground or with the negative Supply line 8 is connected, while the collector of transistor 6 is over the winding 7 is connected to the positive supply line 9.

Der Kollektor des Transistors 6 ist Uber eine Diode 10 mit einem Integrationsglied verbunden, welches aus dem Widerstand 11 und dem Kondensator 12 besteht, d.h. die Kathode der Diode 10 ist über den Widerstand 11 mit dem einen Anschluß des Kondensators 12 verbunden, dessen anderer Anschluß an der Versorgungsleitung 8 liegt.The collector of the transistor 6 is via a diode 10 with an integration element connected, which consists of the resistor 11 and the capacitor 12, i.e. the The cathode of the diode 10 is connected to one terminal of the capacitor via the resistor 11 12 connected, the other terminal of which is connected to the supply line 8.

Parallel zum Kondensator 12 liegt ein Entladestromkreis für diesen Kondensator, der den Widerstand 13, die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 14 sowie eine Ze-nerdiode 15 einschließt, wobei der Widerstand 13 zwischen dem Kollektor des Transistors 14 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 11 und dem Kondensator 1n liegt, während die Ze-nerdiode 15 den Emitter des Widerstandes 14 mit der Versorgungsleitung a verbindet.In parallel with the capacitor 12 there is a discharge circuit for the latter Capacitor, the resistor 13, the collector-emitter path of a transistor 14 and a Zener diode 15 includes, with the resistor 13 between the collector of the transistor 14 and the connection point between the resistor 11 and the capacitor 1n lies, while the Zener diode 15 connects the emitter of the resistor 14 to the supply line a connects.

Die Basis des Transistors 14 liegt an dem Mittelpunkt eines aus den beiden Widerständen 16 und 17 bestehenden Spannungsteilers, der zwischen der Kathode der Diode 10 und der Verbindungsleitung o liegt. Widerstände lo und 19 verbinden weiterhin den Verbindungspunkt zwischen der Kathode der Diode 10 und den Widerständen 11 und 16 bzw. den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 11 und 13 und dem Kondensator 12 mit der positiven Versorgungsleitung 9, wobei der Widerstand 18 im Zusammenwirken mit der Diode 10 im wesentlichen auch dazu dient, die beim Sperren des Transistors 6 an der Wicklung 7 auftretende Uberschlagsspannung auf einen Wert zu begrenzen bzw. soweit zu dämpfen, daß durch diese Uberschlagsspannung der Transistor 6 nicht gefährdet wird. Der Widerstand 19 dient im wesentlichen dazu, für den Kondensator 12 des Integrationsgliedes einen zusätzlichen Ladestromkreis zu schaffen, über den dem Kondensator 12 ein zusätzlicher Ladestrom direkt von der Versorgungsspannung zugeführt wird, so daz die am Kondensator 12 anliegende Spannung, die die Regelspannung zum Nachstimmen der Frequenz des Oszillators 1 bildet, eine Funktionder Batteriespannung sowie der über den Widerstand 11 am Kondensator 12 anliegenden Rückschlagspannung ist.The base of transistor 14 is at the midpoint of one of the two resistors 16 and 17 existing voltage divider between the cathode the diode 10 and the connecting line o is located. Connect resistors lo and 19 furthermore the connection point between the cathode of the diode 10 and the resistors 11 and 16 or the connection point between the resistors 11 and 13 and the Capacitor 12 to the positive supply line 9, the resistor 18 in Cooperation with the diode 10 also serves essentially to prevent the blocking of the transistor 6 occurring at the winding 7 to a value to limit or to attenuate to the extent that this flashover voltage causes the transistor 6 is not endangered. The resistor 19 is essentially used for the capacitor 12 of the integration link to create an additional charging circuit through which the capacitor 12 an additional charging current directly from the supply voltage is supplied, so that the voltage applied to the capacitor 12, which is the control voltage for retuning the frequency of the oscillator 1 is a function of the battery voltage as well as the kickback voltage applied to capacitor 12 via resistor 11 is.

Selbstverständlich lassen sich die einzelnen Funktionen, die Widerstände 18 und 19 haben, nicht exakt voneinander trennen, d.h. auch der Widerstand 18 bedingt bereits eine Uberlagerung der atteriespannung/der eigentlichen Rückschlagspannung an der Wicklung 7des magnetostriktiven Wandlers.Of course, the individual functions, the resistors 18 and 19 do not separate them exactly from each other, i.e. also the resistance 18 is conditional already a superposition of the battery voltage / the actual kickback voltage on the winding 7 of the magnetostrictive transducer.

Wesentlich für die angestrebte Arbeitsweise bzw. für die angestrebte Frequenznachstimmung des Impulsgenerators 1 auf die jeweilige Resonanzfrequenz des magnetostriktiven Wandlers ist es, daß die Spannung an der Kathode der Diode 11 den in der Fig. 2 mit UR5 wiedergegebenen Spannungsfrequenz verlauf aufweist, d.h. die Spannung an der Kathode der Diode 11 setzt sich aus der Batteriespannung U3 und'er eigentlichen Rückschlagspannung zusammen, die beim Sperren des Transistors 6 bzw. beim periodischen Abschalten des magnetostriktiven Wandlers in der Wicklung 7 auftritt. Wie die Fig. 2 zeigt, ist diese Spannung UR' abhängig von der Frequenz des Impulsgenerators 1, bzw. abhängig von der Frequenz, mit der der magnetostriktive Wandler durch den Transistor 6 periodisch ab- und angeschaltet wird. Der grundsätzliche Verlauf ist so, daß die Spannung U RS mit sEigentr Frequenz ansteigt.Essential for the desired working method or for the desired Frequency adjustment of the pulse generator 1 to the respective resonance frequency of the The magnetostrictive transducer is that the voltage at the cathode of the diode 11 has the voltage frequency curve shown in Fig. 2 with UR5, i.e. the voltage at the cathode of the diode 11 is made up of the battery voltage U3 und'er actual kickback voltage that occurs when the transistor is turned off 6 or when the magnetostrictive converter in the winding is switched off periodically 7 occurs. As FIG. 2 shows, this voltage UR 'is dependent on the frequency of the pulse generator 1, or depending on the frequency with which the magnetostrictive Converter through the transistor 6 is switched off and on periodically. The basic one The course is such that the voltage U RS increases with its own frequency.

Weiterhin zeigt die Fig. 2 auch, daß die Spannung UR5 im Resonanzbereich bzw. bei der Resonanzfrequenz f des magnetostriktiven Wandlers einen res deutlichen Einbruch aufweist, d.h. die Spannung URs ist bei Resonanzfrequenz deutlich niedriger als im unmittelbaren Bereich neben dieser Resonanzfrequenz.Furthermore, FIG. 2 also shows that the voltage UR5 is in the resonance range or at the resonance frequency f of the magnetostrictive transducer a clear res Shows a dip, i.e. the voltage URs is significantly lower at the resonance frequency than in the immediate area next to this resonance frequency.

Dieser Einbruch der Spannung URs ist darauf zurückzuführen, daß sich - wie eingangs bereits erwähnt wurde - im Eisenkern des magnetostriktiven Wandlers eine Abnahme der magnetischen Permeabilität und damit eine Reduktion der vesomtinduktivität des Wandlers bzw. der Wicklung 7 ergibt.This drop in voltage URs is due to the fact that - as already mentioned at the beginning - in the iron core of the magnetostrictive transducer a decrease in magnetic permeability and thus a reduction in vesometinductivity of the converter or the winding 7 results.

)ie hierdurch auftretende Verringerung der Induktivität des Wandlers bzw.) ie the resulting reduction in the inductance of the converter respectively.

Ser Wick'ung 7 führt dann zwangsläufig auch zu einer Verringerung der nagnetischen Energie, die in der Wicklung beim Abschalten des Wandlers zzw. beim Sperren des Transistors 6 gespeichert ist und damit auch dazu, iaß nach dem Sperren des Transistors sich in der Wicklung 7 eine entsprechend "eigentliche Rückschlaespannung terringerte / (Überschlagssponnung) aufbaut. Diese Spannung UA läßt ;ich durch die folgende Gleichung bestimmen: Hierbei ist i der beim Sperren des Transistors 6 durch die Wicklung 7 fließende Strom, während L die Induktivität und C die parasitäre Kapazität der wicklung 7 sind. Sei einer Abnahme der Induktivität L nimmt auch die Spannung uA ab, die dann zusammen mit der botteriespannung die an dir kathode der Diode 10 anliegende Spannung UR5 bildet.Ser winding 7 then inevitably also leads to a reduction in the magnetic energy that is present in the winding when the converter is switched off. is stored when the transistor 6 is blocked and thus also in addition, after the transistor has been blocked, a corresponding "actual reverse voltage is reduced / (flashover) builds up in the winding 7. This voltage UA can be determined by the following equation: Here, i is the current flowing through the winding 7 when the transistor 6 is blocked, while L is the inductance and C is the parasitic capacitance of the winding 7. If the inductance L decreases, the voltage uA also decreases, which then, together with the botteries voltage, forms the voltage UR5 applied to the cathode of the diode 10.

Der Vollstäntigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, da2 die oben erwähnte Zenerdiode 15 im Emitterstromkreis des Transistors 14 die Aufgabe hat, die die Schaltschwelle dieses Transistors festzulegen, d.h. die Basis-Emitterstreck des npn-Transistors 14 ist durch die Zenerdiode 15 soweit negativ vorgespannt, da3 der Transistor 14 normalerweise gesperrt ist und erst dann öffnet, wenn an der Basis ein positiver Spannungsimpuls anliegt, dessen Amplitude die Zenerspannung der Zenerdiode überschreitet. hierdurch werden ein definiertes urchschaltenrnd Sperren des Transistors 14 sicnergestellt, wobei unter "Durchschalten" derjenige Zustand des Transistors 14 zu verstehen ist, in welchem die Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors einen niedrigen Widerstand aufweist, während "Sperren" umgekehrt denjenigen Zustand bezeichnet, in welchem die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors einen höheren Widerstand aufweist. Die Arbeitsweise der Schaltung läßt sich unter Berücksichtigung des Verlaufes, den die Spannung URS in Abhängigkeit von der Frequenz aufweist, wie folgt, beschreiben: Die Nachstimmcharakteristik des Impulsgenerators 1 ist so gewählt, daß dessin Frequenz direkt proportional einer am Nachstimmeingang 20 anliegenden Spannung UN und - bei geschlossenem Regelkreis - direkt #portional zur Regelspannung UC am Kondensator 12 ist, d.h. die Frequenz f des Impulsgenerutors 1 wird durch folgende Gleichung bestimmt: U = Uc= kf Hierbei ist k eine Konstante, die den Umsetzfaktor (Steilheit) der Spannungs-Frequenz-Charakteristik für die Frequenzänderung bzw. Frequenznachstimmung des Impulsgenerators 1 bestimmt.For the sake of completeness, it should be pointed out that the above mentioned Zener diode 15 in the emitter circuit of transistor 14 has the task, which determine the switching threshold of this transistor, i.e. the base-emitter section of the npn transistor 14 is negatively biased by the Zener diode 15 to the extent that da3 the transistor 14 is normally blocked and only opens when at the base a positive voltage pulse is applied, the amplitude of which corresponds to the zener voltage of the zener diode exceeds. This results in a defined switching-on and blocking of the transistor 14 shown, with that state of the transistor under "switching through" 14 is to be understood in which the collector-emitter path of this transistor has a low resistance, while "lock" reverses that condition denotes in which the collector-emitter path of the transistor has a higher Has resistance. The mode of operation of the circuit can be taken into account the curve that the voltage URS shows as a function of the frequency, such as follows, describe: The retuning characteristics of the pulse generator 1 is chosen so that that the frequency is directly proportional to a frequency at the retuning input 20 Voltage UN and - with closed control loop - directly proportional to the control voltage UC on the capacitor 12, i.e. the frequency f of the pulse generator 1 is through the following equation determines: U = Uc = kf where k is a constant that defines the conversion factor (Slope) of the voltage-frequency characteristic for the frequency change or Frequency adjustment of the pulse generator 1 is determined.

Grunsätzlich läßt sich feststellen, doj3 mit steigender Regelspannung UC auch die Frequenz des lmpulsgenerators 1 bei der dargestellten usfUhrungsform zunimmt.Basically, doj3 can be determined with increasing control voltage UC also the frequency of the pulse generator 1 in the embodiment shown increases.

Unmittelbar nach dem Einschalten der Batteriespannung U3 lädt sich der ßKondensator 1, auf eine Spannung UC auf, die einer Frequenz f des Impulsgenerators 1 entspricht, welche (Frequenz) oberhalb der Resonanzfrequenz f res des andlers liegt. Diese Spannung wird beim Einschalten dadurch erreicht, das der Kondensator 1i unmittelbar nach dem Eirrchalten bzw. unmittelbar nach dem lnlaufen der chaltung aus einer Spannung URS geladen wird, die über er der kesonanzfrequenz entspreciaenden Spannung liegt, was vor allem auch darauf zurückzuführen ist, daß der über den Widerstand 13 und den Transistor 14 sowie über die Zenerdiode 15 führende Entladestromkreis des Kondensators 12 erst dann wirksam werden kann, wenn die an der Basis des Transistors 14 anliegenden positiven Impulse die Zenerspannung überschreiten, was unmittelbar nach dem Einschalten bzw. unmittelbar nach dem Anlaufen der Schaltung jedoch noch nicht der Fall ist. Der Impulsgenerator 1 liefert somit unmittelbar nach dem Einschalten ein Ausgangssignal an die Basis des Transistors 6, dessen Frequenz über der Resonanzfrequenz f des magnetostriktiven Wandlers res liegt.Immediately after switching on the battery voltage U3 charges the ßKondensator 1, to a voltage UC, which has a frequency f of the pulse generator 1 corresponds, which (frequency) is above the resonance frequency f res of the andler lies. This voltage is achieved when switching on by the capacitor 1i immediately after switching on or immediately after switching on is charged from a voltage URS which corresponds to the resonance frequency above it There is tension, which is mainly due to the fact that the resistance 13 and the transistor 14 and via the Zener diode 15 leading discharge circuit of the capacitor 12 can only be effective when the at the base of the transistor 14 pending positive pulses exceed the Zener voltage, which is immediate however, after switching on or immediately after starting the circuit is not the case. The pulse generator 1 thus delivers immediately after being switched on an output signal to the base of transistor 6, the frequency of which is above the resonance frequency f of the magnetostrictive transducer res lies.

Im weiteren Verlauf werden dann der Basis des Transistors 14 über den aus den Widerständen 16 und 17 bestehenden Spannungsteiler positive Rückschlagimpulse zugeführt, die die Zenerspannung der Zenerdiode 15 übersteigen, so da3 der Transistor 14 nach jedem Sperren des Transistors 6 entsprechend dem an der Wicklung 7 entstehenden Rückschlagimpuls durchschaltet uns und weder sperrt. Die Zeitdauer, in der der Transistor 14 geöffnet ist, ist im wesentlichen abhängig von der Gleichspannung an der Basis des Transistors 14 und von der Dauer der positiven Rückschlagimpulse, die (Dauer) durch das L/C-Verhältnis der Wicklung 7 bestimmt ist.In the further course of the base of the transistor 14 are then over the voltage divider consisting of resistors 16 and 17 positive kickback pulses which exceed the Zener voltage of the Zener diode 15, so that the transistor 14 after each blocking of the transistor 6 corresponding to the one occurring on the winding 7 Kickback impulse switches us through and neither blocks us. The length of time that the transistor 14 is open, is essentially dependent on the DC voltage at the base of transistor 14 and the duration of the positive kickback pulses that (duration) by the L / C ratio of the winding 7 is determined.

Bei jedem öffnen des Transistors 14 wird der Kondensator 12 über den Widerstand 13 und die Kollektor-Emitterstrecke sowie die Zenerdiode 15 entladen, wobei die Entladung des Transistors 12 um so größer ist, je öfter die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 14 in einer bestimmten Zeiteinheit leitend ist, d.h. je höher die Frequenz die an der Basis dieses Transistors anliegenden Impulse und damit auch je höher die Frequenz des Impulsgenerators 1 ist.Each time the transistor 14 opens, the capacitor 12 is connected to the Discharge resistor 13 and the collector-emitter path and the Zener diode 15, wherein the discharge of the transistor 12 is greater, the more often the collector-emitter path of transistor 14 is conductive in a certain time unit, i.e. the higher the Frequency the pulses applied to the base of this transistor and thus also the higher the frequency of the pulse generator 1 is.

Durch das Entladen des Kondensators 12 verringert sich die an diesem Kondensator anliegende Regelspannung UC, was zur Folge hat, daß die Frequenz des Impulsgenerators abnimmt. Mit Abnahme der Frequenz ergibt sich entsprechend Fig. 2 eine Abnahme der Spannung UR5, die als Ladespannung für den Kondensator 12 dient, d.h. zusätzlich zu der periodischen Entladung des Kondensators 1 über den Widerstand 13, den Transistor 14 und die Zenerdiode 15 tritt noch hinzu, daß die Spannung UC an Kondensator 12 noch weiter aufgrund der Verringerung der zur Verfügung stehenden Ladespannung abnimmt, was dann wiederum zu einer Verringerung der Frequenz des Impulsgenerators und so weiter führt.Discharging the capacitor 12 reduces the amount on it Capacitor applied control voltage UC, which has the consequence that the frequency of the Pulse generator decreases. As the frequency decreases, according to Fig. 2 a decrease in the voltage UR5, which serves as the charging voltage for the capacitor 12, i.e. in addition to the periodic discharge of the capacitor 1 through the resistor 13, the transistor 14 and the Zener diode 15 is added that the voltage UC on capacitor 12 even further due to the reduction in the available Charging voltage decreases, which in turn leads to a decrease in the frequency of the pulse generator and so on.

Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Resonanzfrequenz fres erreicht ist, bei der die Spannung URS und damit auch die Spannung UC einen Einbruch aufweisen. Eine weitere Verringerung der Frequenz des Impulgenerators 1 würde sowohl aufgrund des Verlaufes der Spannung URs als auch aufgrund der noch weiter abnehmenden Entladung des Kondensators 12 über den Transistor 14 zu einem erneuten anstieg der Spannung UC führen und damit zu einer Erhöhung der Frequenz des Impulsgenerators 1. Andererseits führt jede Erhöhung der Frequenz des Impulsgenerators 1 nach Erreichen der Resonanzfrequenz f zu einer Erhöhung der Entladung des Kondensators 12 über res den Transistor 14 und damit zueiner Reduzierung der Spannung Uc, was letztlich wieder eine keduzierung der Frequenz des Impulsgenerotors 1 zur Folge hat.This process continues until the resonance frequency reaches fres is at which the voltage URS and thus also the voltage UC show a dip. A further reduction in the frequency of the pulse generator 1 would be due to both the course of the voltage URs as well as due to the still further decreasing discharge of the capacitor 12 via the transistor 14 to a renewed increase in voltage UC lead and thus to an increase in the frequency of the pulse generator 1. On the other hand leads to any increase in the frequency of the pulse generator 1 after reaching the resonance frequency f to an increase in the discharge of the capacitor 12 via res the transistor 14 and thus to a reduction in the voltage Uc, which ultimately again a reduction in the frequency of the pulse generator 1 has the consequence.

Es lädt sich somit feststellen, daß nach Erreichen der Resonanzfrcquenz bzw.It invites you to find out that after reaching the resonance frequency respectively.

des im bereich der Resonanzfrequenz vorgesehenen Einbruchs in der Spannung URS die Frequenz des Impulsgenerators 1 bei der Resonanzfrequenz "einrastet", d.h. ein Abweichen von der .Resonanzfrequenz in Richtung zu niedrigeren Frequenzen wird durch den Verlauf der Spannung URS in Verbindung mit dem getasteten Entladestromkreis verhindert, während ein Abweichen von der Resonanzfrequenz in Richtung zu höheren Frequenzen durch den getasteten Entladestromkreis (13, 14 und 15) des Kondensators 1< ausgeschlossen ist.of the planned dip in the resonance frequency Voltage URS the frequency of the pulse generator 1 "locks" at the resonance frequency, i.e. a deviation from the resonance frequency towards lower frequencies is determined by the course of the voltage URS in connection with the gated discharge circuit prevented while deviating from the resonance frequency towards higher Frequencies through the gated discharge circuit (13, 14 and 15) of the capacitor 1 <is excluded.

Die Schaltung ist dabei insbesondere so ausgelegt, daß sich die Lade- und Entladevorgänge des Kondensators 12 im Bereich der Resonanzfrequenz des magnetostriktiven Wandlers in etwa die Waage halten und sich bei einer Ansteuerung des Transistors 6 mit der Wondler-Resonanzfrequenz am Kondensator 12 auch bei geöffnetem Regelkreis eine Spannung einstellt, die in etwa gleich derjenigen Regelspannung Uc bzw. in etwa gleich derjenigen Spannung U, (Nachstimmspannung) ist, die den Impulsgenerator 1 zur Abgabe einer Impulsfolge mit Wandlerresonanzfrequenz veranlaßt (vgl. hierzu auch die Kurve UN in Fig. 2).The circuit is designed in particular so that the charging and discharging processes of the capacitor 12 in the region of the resonance frequency of the magnetostrictive The converter is roughly balanced and when the transistor is activated 6 with the Wondler resonance frequency on the capacitor 12 even when the control loop is open sets a voltage that is approximately equal to that control voltage Uc or in is approximately equal to the voltage U, (retuning voltage) that the pulse generator 1 causes a pulse train with a transducer resonance frequency to be emitted (cf. also the curve UN in Fig. 2).

Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung gestattet es, die vom magnetostriktiven wandler abgegebene Leistung dadurch zu ändern, do die Batterie- bzw. Versorgungsspannung UB variiert wird, und zwar ohne daß durch dieses andern der {ersorgungsspannung die Funktion des Regelkreises beeinträchtigt wird. As h bei mnderung der Batteriespannung UB wird die Frequenz des Impulsgenerators 1 in der oben beschriebenen Weise stets auf die Wandler-Resonanzfrequenz nach gestimmt. Dies ist zunächst darauf zurückzufUhren, daß jede durch eine Änderung zer Batteriespannung Uß bedingte linderung der Spannung am Kondensator 12 über ßen Regelkreis kompensiert wird, d.h. steigt beispielsweise aufgrund einer minderung der Batteriespannung UB die Spannung UC am Kondensator 1 an, so :ührt dies zunächst zu einer Erhöhung der Frequenz des Impulsgenerators 1.The circuit shown in Fig. 1 allows the magnetostrictive To change the power output by the converter, do the battery or supply voltage UB is varied without changing the supply voltage the function of the control loop is impaired. As h when the battery voltage changes UB, the frequency of the pulse generator 1 is always in the manner described above tuned to the transducer resonance frequency. This is initially due to that any reduction in voltage caused by a change in zer battery voltage Uß is compensated at the capacitor 12 via ßen control loop, i.e. increases, for example Due to a reduction in the battery voltage UB, the voltage UC across the capacitor 1, so: if this initially leads to an increase in the frequency of the pulse generator 1.

)iese Frequenzerhöhung bewirkt jedoch, daß der Transistor 14 in einer bestimmten Zeiteinheit öfter durchschaltet, wodurch der kondensator 15 entsprechend stärker entladen wird und die Spannung US zurückgeht. Weiterhin trägt auch die Zenerdiode 15 im Emitterstromkreis des Transistors 14 bzw. die durch diese Zenerdiode vorgegebene negative Vorspannung an der Basis-mitter-Strecke des Transistors 14 dazu bei, die Spannungsnachregelung unabhängig von sinderungen der 2atteriespannung UE zu machen. uber den aus den :.iderständen 16 unc 17 gebildeten Spannungsteiler liegt an der Basis des Trensistors 14 eine der Spannung U2S proportionale Spannung an, die sich in zeitlicher Folge als Gleichspannung mit überlagerten positiven impulsen entsprechend den .Rückschlagimpulsen an der Kathode der Diode 10 darstellt, wobei die positive Spannung so gewählt ist, daß sie kleiner ist als die Zenerspannung der Zenerdiode 15, so a der Transistor 14 in der oben beschriebenen gleise nur dann öffnet, wenn an der Basis des Transistors 14 die positiven Rückschlugimpulse zusammen mit der Gleichspannung die Zenerspannungder Zenerdiode 15 übersteigen.) This increase in frequency causes the transistor 14 in a certain Time unit switches through more often, which causes the capacitor 15 is discharged correspondingly more strongly and the voltage US decreases. Farther also carries the Zener diode 15 in the emitter circuit of the transistor 14 or through this zener diode predetermined negative bias at the base-mid-line of the Transistor 14 contributes to the voltage readjustment regardless of the determinations Make 2 battery voltage UE. via the one formed from the resistors 16 and 17 A voltage divider is connected to the base of the transistor 14 which is proportional to the voltage U2S Voltage that appears in chronological order as DC voltage with superimposed positive pulses corresponding to the return pulses at the cathode of diode 10, wherein the positive voltage is chosen so that it is smaller than the Zener voltage the zener diode 15, so a the transistor 14 in the track described above only then opens when at the base of transistor 14 the positive return pulses together exceed the Zener voltage of the Zener diode 15 with the DC voltage.

Da die Grö3e der Gleichspannung an der Bais des Transistors 14 auch abhängig ist von der Batteriespannung UB, d. h. bei zunehmender Batteriespannung steigt die Gleichspannung an der Basis des Transistors 14 an, während bei abnehmender Batteriespannung die Gleichspannung an der Basis des Transistors 14 abnimmt, und da außerdem die an der Basis des Transistors 14 anliegenden Impulse schräge Flanken, insbesondere schräge Rückflanken aufweisen, bewirkt eine Änderung der Batteriespannung und damit eine hinderung der Gleichspannung an der Basis des Transistors 14 auch eine Änderung der Zeitdauer, in der der Transistor 14 durchgeschaltet ist. Bei einer Erhöhung der Batteriespannung UB nähert sich die Gleichspannung an der Basis des Transistors 14 bereits soweit der Zenerspannung der Zenerdiode 15 an, daß bereits ein geringer Betrag an Spannungserhöhung durch die positiven Rückschlagimpulse ausreicht, um den Transistor 14 durchzuschalten, d.h. bei jedem Durchschalten des Transistors 14 wird der Kondensator 12 über eine verhältnismäßig lange Zeit entladen.Since the size of the DC voltage at the base of the transistor 14 also depends on the battery voltage UB, i. H. with increasing battery voltage increases the DC voltage at the base of the transistor 14, while with decreasing Battery voltage decreases the DC voltage at the base of transistor 14, and since the pulses applied to the base of transistor 14 also have sloping edges, in particular have sloping trailing edges, causes a change in the battery voltage and thus an impediment to the DC voltage at the base of transistor 14 as well a change in the length of time that transistor 14 is on. At a Increasing the battery voltage UB approaches the DC voltage at the base of the Transistor 14 already as far as the Zener voltage of the Zener diode 15 that already a small amount of voltage increase due to the positive kickback pulses is sufficient, to turn on transistor 14, i.e. every time the transistor is turned on 14, the capacitor 12 is discharged over a relatively long time.

hird die Batteriespannung UB verringert, so verringert sich auch die Gleichspannung an der Basis des Transistors 14, d.h. in diesem Fall wird ein verhältnismä3ig großer zusätzlicher Sponnungsbetrag durch die ?ückschlagimpulse erforderlich, um don Transistor 14 durc'zuschalten, was wegen der schrägen Flanken der 2ückschlagimpulse bedeutet, daf3 der Transistor 14 jeweile nur über eine verminderte Zeitspanne ourchgeschaltet wird, wodurc'1 auch die entladung des Kondensators 1 verringert wird. uurch die erhöhung der Entladung des Kondensators 1 bei Vergrößerung der Gatteriesponnung UB bzw. durch die Verringerung der Entladung dieses oniensators bei einer Verringerung- der Eatteriespunnung werden Einflüsse der Batteriespannung UB auf die Spannung UC am isondensator 12 weitestgehend eliminiert. Selbstverständlich ist es so, do die Batteriespannung U, nicht beliebig stark verändert werden darf. Der Variationsbereich für Hnderungen der Batteriespannung ohne Beeinflussung des Regelkreises reicht jedoch bei der dargestellten Schaltung voll aus, um die in der Praxis notwendigen *;nderungen der Leistung des magnetostriktiven Wandlers vornehmen zu können.If the battery voltage UB is reduced, the voltage is also reduced DC voltage at the base of transistor 14, i.e. in this In the case of a relatively large additional amount of spinning caused by the backlash impulses required to switch transistor 14 through, which is because of the sloping edges the kickback pulse means that transistor 14 only has a reduced pulse Period of time is switched through, which also causes the discharge of capacitor 1 is decreased. uby increasing the discharge of the capacitor 1 with enlargement the gate voltage UB or by reducing the discharge of this oniensators If the battery voltage is reduced, there will be influences of the battery voltage UB to the voltage UC at isondensator 12 largely eliminated. Of course is it so, the battery voltage U, may not be changed arbitrarily strong. The range of variation for changes in battery voltage without affecting the However, the control loop is fully sufficient in the circuit shown to control the Make changes to the performance of the magnetostrictive transducer that are necessary in practice to be able to.

Da die Rückschlagspannung an der Wicklung 7 bzw. an der Kathode der Diode 10 wesentlich auch durch die Abschaltzeit des den Wandler bzw. die Wicklung 7 treibenden Transistors 6 bestimmt wird, ist es bei der dargestellten Schaltung weiterhin zweckmäßig, durch geeignete Auslegung des Steuerkreises bzw. der in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Treiberschaltung für den Transistor 6 bei einer Verringerung der Wandlerleistung und damit bei einer Verringerung des Stromes durch die Wicklung 7 die Abschaltgeschwindigkeit des Transistors 6 zu verkürzen, was dann zu einer Erhöhung der Rückschlagspunnung fuhrt. I-iierdurch wird die Möglichkeit unterstützt, die Leistung des magnetostriktiven Wandlers durch Änderung der Batteriespannung UB zu steuern, ohne daß dabei die oben beschriebene Frequenznachstimmung des Impulsgenerators 1 gestört wird. Eine Verkürzung der Abschaltgeschwindigkeit des magnetostriktiven Wandlers läßt sich einfach dadurcn erreichen, daß das Schaltverhalten des Transistors 6 insbesondere beim Sperren mit abnehmendem Kollektorstrom verbessert wird.Since the kickback voltage at the winding 7 or at the cathode of the Diode 10 is also significantly due to the switch-off time of the converter or the winding 7 driving transistor 6 is determined, it is in the illustrated circuit furthermore expedient, through suitable design of the control circuit or the in the Fig. 1 not shown driver circuit for the transistor 6 in a Reduction of the converter power and thus a reduction in the current through the winding 7 to shorten the turn-off speed of the transistor 6, which then leads to an increase in the kickback voltage. This will make the possibility supports the performance of the magnetostrictive converter by changing the battery voltage UB to control without the above-described frequency adjustment of the pulse generator 1 is disturbed. A reduction in the shutdown speed of the magnetostrictive Converter can be achieved simply by changing the switching behavior of the transistor 6 is improved in particular when blocking with decreasing collector current.

Dies wird bei der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung durch die Verwendung des Widerstandes 2 unC des parallel zu diesem 'tiderstane vorgesehenen Kondensators 4 in der Ansteuerleitung 5 erreicht. Ja sich der zum Schalten des Transistors 6 und damit insbesondere auch zum Sperren cles Transistors 6 benötigte oasisstrom mit Abnahme des Kollektorstromes verringert, ergibt sich durch das Vom IQiderstand 3 und Kondensator 4 gebildete RC-Glied bei einer Verminderung des Kollektorstromes im Transistor 6 eine Versteilerung der Abschalt- bzw. Sperrflanke. Weiterhin ist es zur Verbesserung es Abschalt- bzw. Sperrverhaltens des Transistors 6 auch zweckmäßig, zusätzlich zu dem aus dem Widerstand 3 und dem Kondensator 4 bestehenden RC-Glied oder aber anstelle dieses PcC-Gliedes einen Kondensator 21 vorzusehen, der ein vom Basisstrom des Transistors 6 abhängiges Rückkopplungssignal auf einen cie Abschaltgeschwindigkeit beeinflussenden Eingang des Impulsgenerators gibt.This is shown in the circuit shown in Fig. 1 by the use of resistance 2unC of the parallel to this' tiderstane provided capacitor 4 in the control line 5 is reached. Yes, the one to switch of the transistor 6 and thus in particular also to block the transistor 6 required The basic current decreases with the decrease of the collector current, results from the Vom IQ resistor 3 and capacitor 4 formed RC element when the collector current is reduced in transistor 6 a steepening of the switch-off or blocking edge. Furthermore is it is also useful to improve the turn-off or blocking behavior of the transistor 6, in addition to the RC element consisting of resistor 3 and capacitor 4 or to provide a capacitor 21 instead of this PcC element, the one from Base current of the transistor 6 dependent feedback signal to a cie cut-off speed influencing input of the pulse generator there.

Fig. 3 zeigt die Schaltung eines Ultraschallzahnbehandlungsgerätes bzw. eines Ultraschallgenerators, der wiederum aus dem in seiner Frequenz nachstimmbaren Impulsgenerator 1 sowie dem den magnetostriktiven Wandler schaltenden Transistor 6 besteht, in dessen ;'ollektorkreis die Wicklung 7 des Wandlers angeordnet ist und au-3erdem paraileizu dieser Wicklung der Widerstand lij in Serie mit der Diode 10 liegen. Die Ansteuerung des Transistors 6 erfolgt vom Impulsgenerator 1 über die Steuerleitung 5, Insoweit entspricht die Schaltung gemaß Fig. 3 der Schaltung nach Fig. 1.Fig. 3 shows the circuit of an ultrasonic dental treatment device or an ultrasonic generator, which in turn is made up of the frequency that can be retuned Pulse generator 1 and the transistor switching the magnetostrictive converter 6 consists, in whose; 'ollektorkreis the winding 7 of the converter is arranged and also in parallel with this winding the resistor lij in series with the diode 10 lie. The control of the transistor 6 takes place from the pulse generator 1 via the control line 5, in this respect the circuit according to FIG. 3 corresponds to the circuit according to Fig. 1.

Die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von der Schaltung gemäß Fig. 1 jedoch insofern, als parallel zum Kondensator 23 kein getakteter Entladestromkreis vorgesehen ist. Vielmehr liegt zwischen der Kathode der Diode 10 und dem Widerstand 24 die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 25, dessen Basis über eine Zenerdiode 26 auf ein bestimmtes Spannungsniveau festgelegt ist. Die beim Sperren des Transistors 6 inder Wicklung 7 auftretenden Abschalt- bzw. Rückschlagimpulse, die dem Kollektor es Transistors 25 (über die Diode 10) zusammen mit einer Vorspannung (über en Widerstand 13) zugeführt werden, werden im Transistor 25 bzw. an dessen ollektor-Emitter-Strecke in ihrer Höhe so nivelliert, daß zum Laden des ondensators 23 über den Widerstand 24 am Emitter des Transistors 25 eine ahezu konstante Gleichspannung zur Verfügung steht, welcher aber außerdem ie positiven Rückschlagimpulse Uberlagert sind, was dadurch erreicht wird, aß parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 25 ein RC-Glied liegt, welches von der Parallelschaltung des Widerstandes 29 und des Kondenators 30 gebildet wird. Während der Widerstand 29 hauptsächlich auch zur instellung des Arbeitspunktes des als Spannungsstabilisator wirkenden Tranistors 25 dient, dient der Kondensator 30 zur ubertragung der positiven Uckschlagimpulse an den Emitter des Transistors 25. Ebenfalls zur Einstellung es Arbeitspunktes dient ein Widerstand e, der parallel zur Basis-Emittertrecke des hunsistors 25 liegt. dieser Widerstand bildet jedoch gieichzeitig uch einen Teil des Entladestromkreises des Kondensators 23. Durch den Wiaertand 27 werden die Anfangsbedingungen bzw. die Anschwingbedingungen für die chaltung unmittelbar ncch dem Einscilalten festgelegt. Der Widerstand 27 verindet zu diesem Zweck den am Nachstimmungseingang 20 des Impulsgenerators 1 legenden Znschlu3 des Koncensators 23 mit der positiven Versorgungsleitung 9.The circuit shown in Fig. 3 differs from that The circuit according to FIG. 1, however, insofar as there is no clocked parallel to the capacitor 23 Discharge circuit is provided. Rather, the diode lies between the cathode 10 and the resistor 24, the collector-emitter path of a transistor 25, whose Base is set to a certain voltage level via a Zener diode 26. The disconnection or disconnection that occurs in the winding 7 when the transistor 6 is blocked. Kickback pulses sent to the collector there transistor 25 (via the Diode 10) are fed together with a bias voltage (via a resistor 13), are in the transistor 25 or at its collector-emitter path in their height as leveled that for charging the ondensators 23 through the resistor 24 at the emitter of the Transistor 25 an almost constant DC voltage is available, which but besides the positive kickback pulses are superimposed, which is achieved thereby is, ate parallel to the collector-emitter path of the transistor 25 an RC element lies, which of the parallel connection of the resistor 29 and the capacitor 30 is formed. While the resistor 29 is mainly used to set the Operating point of the transistor 25 acting as a voltage stabilizer is used the capacitor 30 for transmitting the positive kickback pulses to the emitter of transistor 25. A resistor is also used to set the operating point e, which is parallel to the base-emitter path of the hunsistor 25. this resistance however, it also forms part of the capacitor's discharge circuit at the same time 23. The initial conditions or the starting conditions are determined by the Wiaertand 27 determined for the circuit immediately after switching on. Resistance 27 For this purpose, it connects to the retuning input 20 of the pulse generator 1 Connection of the capacitor 23 to the positive supply line 9.

er andere anschluß des Konensators 23 liegt an der negativen Versorgungseitung bzw. an der Schaltungsmasse 8.The other connection of the capacitor 23 is connected to the negative supply line or at the circuit ground 8.

er Entladestromkreis des Kondensators 23 führt über den Widerstand 4 sowie ber den die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 25 überbrückenden Widertand r8 und die Zenerdiode 26.he discharge circuit of the capacitor 23 leads through the resistor 4 and via the resistance bridging the base-emitter path of transistor 25 r8 and the zener diode 26.

ie Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 3 läßt sich so beschreiben, daß ach dem Einschalten er 'Kondensator 23 auf eine Spannung aufgeladen wird, ie größer ist als die Regelspannung, die der Resonanzfrequenz des magnetotriktiven Wandlers entspricht. Nach dem Anlaufen der Schaltung erfolgt das oden des Kondensators 23 mit der nahezu stabilen Spannung am Emitter des Transistors 5, welcher die positiven Rückschlagimpu1se uberlagert sind.The operation of the circuit according to FIG. 3 can be described as that after switching on he 'capacitor 23 is charged to a voltage, ie is greater than the control voltage, which is the resonance frequency of the magnetotrictive Converter corresponds. After the circuit has started, the capacitor is eroded 23 with the almost stable voltage at the emitter of the Transistor 5, on which the positive kickback pulses are superimposed.

Jas Entladendes Kondensators 2^, erfolgt iber den voranstehend beschriebenen Lntladestromkreis (Widerstände --4 und 48 sowie Zenerdiode 26). Grunsätzlich ist es bei der in der Fig. 3 dargestellten Schaltung so, da.S bereits nach dem ersten Einschalten ar Entladevorgang des Kondensators 3 den Ladevorgang geringfügig überwiegt, so daß die Spannung am Kondensator : abnimmt.Jas discharging capacitor 2 ^, takes place via those described above Discharge circuit (resistors --4 and 48 and Zener diode 26). Basically is it is so in the circuit shown in Fig. 3, da.S already after the first Switching on the discharging process of the capacitor 3 slightly outweighs the charging process, so that the voltage on the capacitor: decreases.

Eine abnahme dieser Spannung hat zur Folge, Ga auch die Frequenz des Impulsgenerators 1 abnimmt, wodurch die Anzahl der positiven Rückschlugimpulse, die in einer bestimmten Zeiteinheit über den kondensator 30 und den Widerstand 24 zum Laden des Kondensators 23 dienen können, ebenfalls abnimmt, was zu einer weiteren Reduzierung der Spannung am Kondensator 23 führt.A decrease in this voltage has the consequence, the frequency of the Ga Pulse generator 1 decreases, whereby the number of positive return pulses, in a certain unit of time via the capacitor 30 and the resistor 24 can serve to charge the capacitor 23, also decreases, resulting in a further Reduction of the voltage on capacitor 23 leads.

Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Resonanzfrequenz des magnetostriktiven Wandlers bzw. aer Einbruch erreicht ist, den die Amplitude er positiven Rückschlagimpulse bei der Pvesonanzfreouenz aufweisen. Sobald dieser 5vesonanzpunkt ereicht ist, ist ein weiteres Absinken der Frequenz des Impulsgenerators 1 nicht mehr möglich, da eine ankerung der Frequenz zu niedrigeren Frequenzen hin einen Anstieg der Amplitude der positiven Rückschlugimpulse und damit einen Anstieg der Spannung am Kondensator 3 bedeutet. Die Schaltung rastet somit wiederum im Resonanzpunkt ein.This process continues until the resonance frequency of the magnetostrictive Transducer or aer dip is reached, the amplitude of the positive kickback pulses show at the Pvesonanzfreouenz. As soon as this resonance point is reached, is a further decrease in the frequency of the pulse generator 1 is no longer possible because an anchoring of the frequency towards lower frequencies an increase in amplitude the positive return pulses and thus an increase in the voltage on the capacitor 3 means. The circuit then locks into place at the resonance point.

Die Verwendung des Transistors 25 hat den Vorteil, da die Spannung am Kondensator 23 weitestgehend unabhängig von der Batteriespannung UB ist, da der Transistor 25 als Spannungsstabilisator wirkt. Die Spannung am Kondensator 23 ist lediglich abhängig von der Größe der positiven Rückschlag-Impulse. Aus diesem Grunde ist es bei der in der Fig. 3 gezeigten Schaltung möglich, die Leistung des magnetostriktiven Wandlers dadurch zu ändern, daß die Batteriespannung UB geändert wird.The use of the transistor 25 has the advantage, as the voltage at the capacitor 23 is largely independent of the battery voltage UB, since the Transistor 25 acts as a voltage stabilizer. The voltage across capacitor 23 is only dependent on the size of the positive kickback impulses. For this reason it is possible in the circuit shown in Fig. 3, the performance of the magnetostrictive To change the converter by changing the battery voltage UB.

Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 3 dahingehend, daß an die Stelle des Transistors 25 eine Serienschaltung aus zwei Widerständen 31 und 32 getreten ist, wobei die Zenerdiode in Verbindung mit dem Widerstand 31 die Funktion des Transistors 25 übernimmt und eine von der Batteriespannung Ub weitestgehend unabhängige Gleichspannung sicherstellt, der dann über den Kondensator 33 die Rijckschlagimpulse überlagert sind. Die Zenerdiode 26 liegt zug schein dem Verbinbungspunkt der beiden Widerstände 31 und 3, und der negativen Verbindungsleitung ò. er Kondensator 33 überbrückt die Serienschaltung der Widerstände 31 una 32. Die aus den Widerstanden 31 und 3E, dem Kondensator 33 und der zenerdiode G bestehende Schaltanordnung entspricht in ihrer Wirkung und Funktion der aus dem Transistor 5, der Zenerdiode @6 und dem 'onvensator 30 bestehenden Schaltanordnung der Fig.FIG. 4 shows a modification of the circuit according to FIG. 3 to the effect that that in place of the transistor 25 a series circuit of two resistors 31 and 32 has occurred, the Zener diode in connection with the resistor 31 takes over the function of transistor 25 and one of the battery voltage Ub As far as possible independent DC voltage ensures, which then over the capacitor 33 the kickback pulses are superimposed. The Zener diode 26 is train apparent Connection point of the two resistors 31 and 3, and the negative connection line O. he capacitor 33 bridges the series circuit of resistors 31 and 32. The consisting of the resistors 31 and 3E, the capacitor 33 and the zener diode G. The switching arrangement corresponds in its effect and function to that of the transistor 5, the Zener diode @ 6 and the 'onvensator 30 existing circuit arrangement of FIG.

Aus diesem Grunde weisen die Schaltungen gemäß den Fig. 3 und 4 5 d'.? gleiche Arbeitsweise auf.For this reason, the circuits according to FIGS. 3 and 4 have 5 d '.? same way of working.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Abwandlungen sowie ienderuncen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird. Insbesonaere ist es bei der erfindung möglich, die Schaltung so auszuführen, daß unmittelbar nach dem Einschalten der Catteriespannung an dem Integrationsglied bzw. an dem ;ondensator dieses Integrationsgliedes sich eine Spannung UC einstellt, die zu einer Frequenz des Impulsgenerators 1 führt, die (Frequenz) unterhalb der Resonanzfrequenz aes magnetostriktiven Wandlers liegt. In diesem Fall ist die Schaltung so ausgeführt, daß der Ladeeffekt des Kondensators des Integrationsgliedes den Entladeeffekt anfänglich übersteigt und mit steigender Frequenz dann der Ladeeffekt abnimmt und/oder der Entladeeffekt zunimmt, so daß beide Effekte sich im Bereich der Wandlerresonanzfrequenz in etwa die Waage halten. Die Frequenz des Impulsgenerators 1 erhöht sich in diesem Fall dann nach dem Einschalten ständig, bis die Wandlerresonanzfrequenz erreicht ist und die Schaltung bei dieser Wandlerresonanzfrequenz in der oben beschriebenen Weise einrastet.The invention was described above using exemplary embodiments. It goes without saying that modifications and derogations are possible without this the idea underlying the invention will be abandoned. In particular it is with the invention possible to perform the circuit in such a way that immediately after switching on the Battery voltage on the integration element or on the capacitor of this integration element a voltage UC is established, which leads to a frequency of the pulse generator 1, the (frequency) is below the resonance frequency of a magnetostrictive transducer. In this case the circuit is designed so that the charging effect of the capacitor of the integration link initially exceeds the discharge effect and increases with it Frequency then the charging effect decreases and / or the discharge effect increases, so that both effects are roughly balanced in the range of the converter resonance frequency. In this case, the frequency of the pulse generator 1 increases after it is switched on constantly until the transducer resonance frequency is reached and the circuit at this Converter resonance frequency locks in the manner described above.

Weiterhin ist es selbstverständlich auch möglich, die zur Eliminierung des Einflusses von änderungen der Batteriespannung UB dienende und mit den Zenerdioden 15 bzw. 26 erzeugte feste Vorspannung auf andere Weise zu erzeugen.Furthermore, it is of course also possible for the elimination the influence of changes in the battery voltage UB and with the Zener diodes 15 and 26 generated fixed bias to generate in a different way.

Claims

Claims 1. Ultrasonic generator with a magnetostrictive Converter as well as with an oscillator, which a periodic switching off and on the transducer-causing signal and its frequency by a control voltage can be readjusted to the resonance frequency of the magnetostrictive transducer, thereby characterized, das3 for generating the control voltage an integration element (11, 12; 23, 24) is provided, which is synchronized with the switching on and off of the converter is charged and / or discharged and which is the sum of a fixed voltage and the kickback voltage applied to the converter or to its winding (7) during the periodic Switching the converter on and off occurs, the control voltage (Uc) wins.

2. Ultrasonic generator according to claim 1, characterized in that the fixed voltage is the supply or battery voltage (UB).

3. Ultrasonic generator according to claim 1 or 2, characterized in that that the oscillator can be readjusted in its frequency by a control voltage Pulse generator (i) is.

4. Ultrasonic generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the amplitude of the kickback voltage on the winding (7) of the converter increases with Frequency increases, but in the range of the resonant frequency of the transducer there is a drop owns.

5. Ultrasonic generator according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the charging and discharging circuit of the integration element is designed are that the control voltage output by the integration element changes after switching on together with the frequency of the oscillator (1) changes steadily until the supplied and the amount of charge discharged on the integration element is roughly balanced and thereby the voltage difference between two consecutive unloading or charging processes and the resulting frequency change Become zero.

6. 'Jltraschaligenerator according to claim 5, characterized in that that the circuit is designed in such a way that the amount of charge supplied and discharged on the integration element in the range of the resonance frequency of the transducer roughly the scales keep.

7. Ultrasonic generator according to one of claims 1-6, characterized in that that the frequency of the oscillator (1) is directly proportional to the control voltage (Uc).

3. Ultrasonic generator according to one of claims 1-7, characterized da3 the integration element of a capacitor (12, 23) with charging and discharging circuit is formed.

9. Ultrasonic generator according to claim 8, characterized in that the charging circuit of the capacitor (12) of at least one ohmic n'resistance (11) is formed, over which the capacitor (12) by the kickback pulses the winding (7) of the converter is released.

10. Ultrasonic generator according to claim 8, characterized in that that the charging circuit is a controllable switching element (e.g. the collector-emitter path a transistor (25), and that the control input of this controllable element, for example, the base of the transistor (25) has a fixed voltage applied to it is, and that the charge of the capacitor (23) through the controllable element the recoil pulses of the winding (7) of the converter takes place.

11. Ultrasonic generator according to claim 10, characterized in that that in the charging circuit of the capacitor (23) in series with the controllable element or an additional one in series with the collector-emitter path of the transistor (25) Resistance (24) is located.

12. Ultrasonic generator according to claim 10 or 11, characterized in that that the fixed voltage at the control input of the controllable element or

formed at the base of the transistor (25) by a Zener diode (26) is.

13. Ultrasonic generator according to one of claims 10-12, characterized in that that the capacitor (23) of the integration element in the emitter circuit of the controllable Element forming transistor (25) is located.

14. Ultrasonic generator according to claim 8, characterized in that that the charging circuit of the capacitor (23) from a series circuit at least two resistors (31, 32) is formed, and that at the common connection point of the two resistors (31, 32) a Zener diode (26) is connected, and that the Zener diode (26) in series with at least one of the two resistors in parallel to the capacitor (23).

15. Ultrasonic generator according to claim 14, characterized in that that the Zener diode in series with a fixed resistor (32) and a variable Resistor (24) is parallel to the capacitor (23).

16. Ultrasonic generator according to one of claims 8 to 15, characterized characterized in that the winding (7) of the magnetostrictive converter in the collector circuit a transistor arrangement (6), and that the charging current is connected to the collector the transistor arrangement (6) connected terminal of the winding (7) is.

7. Ultrasonic generator according to claim 16, characterized in that that the charging circuit of the capacitor (12, 3) of the integration element via a Diode (10) is connected to the winding (7) of the magnetostrictive converter.

5. Ultrasonic generator according to claim 17, characterized in that that the diode (10) together with a damping resistor (18) parallel to the winding (7) of the magnetostrictive converter is located, and that the charging circuit of the capacitor (1s, 13) of the integration link to the connection point between diode (io) and Damping coil (1 ~) is connected.

@. Ultrasonic generator according to one of claims 8-10, characterized in that that the discharge circuit of the capacitor (12) of the integration element of one Series connection with at least one resistor (13) and one controllable element, for example a transistor (14) and that the controllable element (14) and thus the discharge circuit in time with the activation of the magnetostrictive converter is opened and closed.

Ultrasonic generator according to claim 19, characterized in that the controllable element or the transistor (14) forming this controllable element due to the kickback pulses applied to the winding (7) of the magnetostrictive transducer is controlled.

Ultrasonic generator according to claim 19 or 20, characterized in that that serving as a discharge resistor (13) in the Kol1ektorstromkreis des is arranged serving as a controllable element transistor (14).

-22. Ultrasonic generator according to one of claims 19-21, characterized marked, there; in the emitter circuit of the element serving as a controllable element Transistor (14) a Zener diode which defines the switching threshold of this transistor (15) is provided.

23. Ultrasonic generator according to one of claims 19-22, characterized in that that the control input of the in the discharge circuit of the capacitor (12) lying controllable Element (14) via a voltage divider (16, 17j with the winding (7) of the magnetostrictive Converter is connected.

24. Ultrasonic generator according to one of claims 8-1S, characterized in that that the discharge circuit of the capacitor (23) of the integration element of at least an ohmic resistor (24, o) 32) is formed.

25. Ultrasonic generator according to claim 24, characterized in that that in the discharge circuit of the capacitor (23) of the integration element a Zener diode (26) lies.

26. Ultrasonic generator according to one of claims 1-25, characterized by at least one additional charging circuit, the at least one resistor (19, 27) contains and over which the capacitor (12, 23) of the integration element is connected to a specified voltage, e.g. the supply voltage.

27. Ultrasonic generator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the in the charging circuit of the capacitor (23) of the integration element lying controllable element (25) is bridged by an RC element, which from the parallel connection of a resistor (29) and a capacitor (30) consists.

28. Ultrasonic generator according to one of claims 1 to, ', thereby characterized in that an astable multivibrator arrangement (1) is used as the oscillator is.

9. Jltraschallgenerator according to one of claims 1 to 28, characterized characterized in that the control circuit for the magnetostrictive converter or for the winding (7) of this converter is designed so that with decreasing current through the winding (7) which is shortened.

30. Ultrasonic generator according to claim 29, characterized in that that when using a transistor arrangement (6) to control the magnetostrictive Converter in the base circuit of the transistor arrangement (6) an RC combination (3, 4) is provided, which increases the base current as the current decreases causes the winding (7) of the magnetostrictive transducer.

31. Ultrasonic generator according to claim 30, characterized in that that the RC combination of the parallel connection one; \ 4iCerstandes (3) and one Capacitor (4) is formed in the base circuit of the transistor arrangement (6) lies.

32. Ultrasonic generator according to one of claims 29-31, characterized by a capacitive feedback (21) via the one of the base current of the magnetostrictive Transducer driving transistor arrangement (6) cut-off speed derived The signal is fed back to an input (22) of the pulse generator (1) which influences / will.

33. Ultrasonic generator nacii one of the preceding claims, characterized in that da3 in the charging circuit of the capacitor (23) of the integrotion member controllable element (25) is bridged by a capacitor (30).