KR20030087512A - Multi-mode vibration damper using negative capacitive shunt circuit - Google Patents

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KR20030087512A KR1020020034881A KR20020034881A KR20030087512A KR 20030087512 A KR20030087512 A KR 20030087512A KR 1020020034881 A KR1020020034881 A KR 1020020034881A KR 20020034881 A KR20020034881 A KR 20020034881A KR 20030087512 A KR20030087512 A KR 20030087512A
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Abstract

PURPOSE: A multi-mode attenuator by using a cathode capacitor dividing circuit is provided to attenuate the vibration and/or noise at an overall frequency bandwidth with the multi-mode by using a piezoelectric material and/or a cathode capacitor dividing circuit. CONSTITUTION: A multi-mode attenuator by using a cathode capacitor dividing circuit includes a structure(1), a pair of piezoelectric materials(2,2') and a pair of dividing circuits(3,3'). The structure(1) generates a vibration and a noise by a mechanical energy such as a force, a pressure or a stress. The pair of piezoelectric materials(2,2') attached to the structure(1) generate an electrical energy by the stress due to the vibration and the noise and deforms its shape when a predetermined electrical energy is applied thereto. And, the pair of dividing circuits(3,3') induce the deformation of the pair of piezoelectric materials(2,2') by feeding back the electrical energy generated at the pair of piezoelectric materials(2,2') to the pair of piezoelectric materials(2,2').

Description

음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기{Multi-mode vibration damper using negative capacitive shunt circuit}Multi-mode vibration damper using negative capacitive shunt circuit

본 발명은 압전체(piezoelectric material) 및/또는 음극축전기 분기회로를 이용하여 진동 및/또는 소음 등을 다중모드로 감쇠시킬 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기에 관한 것이다.The present invention relates to a multimode attenuator using a cathode capacitor branch circuit capable of attenuating vibration and / or noise in a multi mode using a piezoelectric material and / or a cathode capacitor branch circuit.

한편, 본 발명은 가볍고 설치가 용이하고 제조 및 설치단가가 저렴한 압전체 재료를 사용하여 스키, 테니스라켓, 골프채 등과 같은 스포츠용품과 자동차, 선박, 항공기, 우주선 등의 소음과 진동을 다중모드로 감쇠할 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기에 관한 것이다.Meanwhile, the present invention uses a piezoelectric material that is light, easy to install, and low in manufacturing and installation cost, to attenuate noise and vibration of sports goods such as skis, tennis rackets, golf clubs, and the like in automobiles, ships, aircrafts, spacecrafts, etc. in a multi-mode. The present invention relates to a multimode attenuator using a cathode capacitor branch circuit.

다른 한편, 본 발명은 자동차산업 또는 항공우주산업의 소음진동 감쇠를 요구하는 시스템에 추가적인 중량을 더하지 않으면서도 시스템의 소음진동을 제어하여 감쇠시킬 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기에 관한 것이다.On the other hand, the present invention relates to a multi-mode attenuator using a cathode capacitor branch circuit capable of controlling and attenuating the noise vibration of the system without adding an additional weight to a system requiring noise vibration attenuation in the automobile industry or the aerospace industry. will be.

잘 알려진 바와 같이, 압전체(piezoelectric material)는 부피와 무게가 적고 뛰어난 효과로 인해 소음진동분야에서 센서(sensor) 및 액추에이터(actuator) 등으로 많이 응용되고 있다. 현재 사용되고 있는 압전체로는 피브디에프(PVDF; poly-vinylidene flouride), 세미크리스탈라인 폴리머 필름(semicrystalline polymer film) 및 피지티(PZT; lead zirconate titanate) 등이 있는데, 이러한 압전체는 잘 알려진 바와 같이 전압을 가했을 때 형상의 변형을 일으키고 반대로 힘이나 스트레스를 받았을 때는 전압을 발생시킨다.As is well known, piezoelectric materials are widely used as sensors and actuators in the field of noise and vibration because of their low volume, weight and excellent effects. Piezoelectrics currently in use include PVDF (poly-vinylidene flouride), semicrystalline polymer film (PZT) and lead zirconate titanate (PZT). When is applied, the shape is deformed, and when the force or stress is applied, voltage is generated.

한편, 상기와 같은 압전체는 분기회로(shunt circuit)를 사용한 다중모드(multiple mode)의 구조적 진동제어의 연구대상으로도 사용되었는데, 그일례는 다중 모드 분기 네트워크(shunt network)로 연결된 단일 압전체(또는, 압전소자)를 사용하는 것으로 다중 모드들을 강제 제어하기 위한 이론 개발에 사용되었다. 다른 일례는 불필요한 전류 주파수를 걸러낼 수 있는 필터회로를 개발하여 다중 진동 모드들의 감쇠를 할 수 있는 분기 네트워크에 사용되었고, 또 다른 일례는 공명 분기기법(R-L(저항-인덕터) 회로)과 함께 판재의 표면에 부착시킨 다중 압전체를 사용한 다중 진동 모드들의 동시적 감쇠를 수행하는데 사용되었다.On the other hand, the piezoelectric as described above was also used as a study subject of the structural vibration control of multiple mode using a shunt circuit, for example, a single piezoelectric (or connected to a multi-mode shunt network). The piezoelectric element was used to develop the theory for forced control of multiple modes. Another example is the development of a filter circuit that can filter out unwanted current frequencies, which is used in branch networks that can attenuate multiple vibration modes. Another example is a plate with resonance branching (RL-resistance circuit). It was used to perform simultaneous attenuation of multiple vibration modes using multiple piezoelectrics attached to the surface of.

그런데, 상기와 같은 압전체 분기회로를 이용한 종래의 다중모드 감쇠는 진동 증폭 감쇠의 한계와 제조 및 설치비용의 상승으로 인한 결함을 가지고 있었다.However, the conventional multi-mode attenuation using the piezoelectric branch circuit as described above has defects due to the limitation of vibration amplification attenuation and an increase in manufacturing and installation costs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 소위 음극축전기(negative capacitive) 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기를 제공하는데 그 목적이 있다. 즉, 본 발명은 압전체(piezoelectric material) 및/또는 음극축전기 분기회로를 이용하여 진동 및/또는 소음을 다중모드로 감쇠시킬 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a multimode attenuator using a so-called negative capacitive branch circuit. That is, an object of the present invention is to provide a multimode attenuator using a cathode capacitor branch circuit capable of attenuating vibration and / or noise in a multimode using a piezoelectric material and / or a cathode capacitor branch circuit.

본 발명의 다른 목적은 가볍고 설치가 용이하고 제조 및 설치단가가 저렴한 압전체 재료를 사용하여 스키, 테니스라켓, 골프채 등과 같은 스포츠용품과 자동차, 선박, 항공기, 우주선 등의 소음과 진동을 다중모드로 감쇠할 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to attenuate the noise and vibration of sports goods such as skis, tennis rackets, golf clubs, etc. and automobiles, ships, aircrafts, spacecrafts, etc. by using a piezoelectric material that is light, easy to install, and low in manufacturing and installation cost. To provide a multi-mode attenuator using a cathode capacitor branch circuit that can be.

본 발명의 또 다른 목적은 자동차산업 또는 항공우주산업의 소음진동 감쇠를 요구하는 시스템에 추가적인 중량을 더하지 않으면서도 시스템의 소음진동을 제어하여 감쇠시킬 수 있는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit capable of controlling and damping the system's noise vibration without adding additional weight to a system requiring noise vibration damping in the automotive or aerospace industry. To provide.

도 1은 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기의 구성도.1 is a block diagram of a multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor circuit according to the present invention.

도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따라 압전체 모델링 회로를 직렬분기회로 및 병렬분기회로와 연결시킨 회로도.2A and 2B are circuit diagrams each connecting a piezoelectric modeling circuit with a series branch circuit and a parallel branch circuit according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 분기임피던스에서 발생한 분기전압이 압전체로 피드백되는 것을 설명하기 위한 개략도.3 is a schematic diagram for explaining that the branch voltage generated in the branch impedance according to the present invention is fed back to the piezoelectric body.

도 4a는 본 발명에 따른 인위적(synthetic) 음극축전기 회로를 분기저항과 직렬로 연결한 회로도.4A is a circuit diagram in which an artificial cathode capacitor circuit according to the present invention is connected in series with a branch resistor;

도 4b는 본 발명에 따른 인위적(synthetic) 음극축전기 회로를 분기저항과 병렬로 연결한 회로도.4b is a circuit diagram in which an artificial cathode capacitor circuit according to the present invention is connected in parallel with a branch resistor;

도 5는 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 저항기-음극축전기 분기회로에 의한 강성비 그래프.Figure 5 is a graph of the stiffness ratio by the series and parallel resistor-cathode capacitor branch circuit according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 저항기-음극축전기 분기회로에 의한 손실계수 그래프.Figure 6 is a graph of the loss coefficient by series and parallel resistor-cathode capacitor branch circuit according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 직렬 분기회로가 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프.7 is a graph of the frequency response function when the series branch circuit according to the present invention is operated (shunt circuit) and not (open circuit).

도 8은 본 발명에 따른 병렬 분기회로가 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지 않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프.8 is a graph of the frequency response function when the parallel branch circuit according to the invention is activated (shunt circuit) and not (open circuit).

도 9는 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 분기회로가 동시에 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지 않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프.9 is a graph of frequency response function when the series and parallel branch circuits according to the present invention are operated simultaneously (shunt circuit) and not (open circuit).

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 구조물(Beam)1: Structure

2,2' : 압전체2,2 ': piezoelectric

3 : 저항기-음극축전기 직렬 분기회로부3: resistor-cathode capacitor series branch circuit

3' : 저항기-음극축전기 병렬 분기회로부3 ': resistor-cathode capacitor branch circuit part

4,4' : 음극축전기4,4 ': Cathode capacitor

5,5' : 저항기5,5 ': Resistor

6,6',7,7' : 전극단자6,6 ', 7,7': electrode terminal

8 : 지지단(Base)8: Base

12,12' : 분기 임피던스12,12 ': branch impedance

18,18' : 인위적 음극임피던스 회로부18,18 ': artificial negative impedance circuit

19,19' : 연산증폭기19,19 ': operational amplifier

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기는, 저항 소자와 음극축전기 소자로 이루어진 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기에 있어서, 힘과 압력 및 스트레스와 같은 기계적 에너지에 의해 진동과 소음을 일으키는 구조물과; 상기 구조물에 부착되며 상기 진동 및 소음으로 인한 스트레스에 의해 전기에너지를 발생하고 소정의 전기에너지가 그 자신에 인가될 때 형태의 변형을 일으키는 압전체; 및 상기 압전체에 연결되어 상기 압전체에서 발생된 전기에너지를 상기 압전체에 피드백시켜 상기 압전체의 변형을 유도하는 분기회로 수단;을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit according to the present invention, in the multi-mode attenuator using a branch circuit consisting of a resistance element and a negative electrode capacitor element, by the mechanical energy such as force, pressure and stress A structure causing vibration and noise; A piezoelectric body attached to the structure and generating electrical energy by stress due to the vibration and noise and causing deformation of a shape when a predetermined electrical energy is applied to itself; And branch circuit means connected to the piezoelectric body to feed back electrical energy generated by the piezoelectric material to the piezoelectric body to induce deformation of the piezoelectric body.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 분기회로 수단은 저항 소자와 음극축전기 소자가 직렬접속된 회로 및 병렬 접속된 회로 모두를 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the branch circuit means includes both a circuit in which a resistance element and a cathode capacitor element are connected in series and a circuit in parallel.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 음극축전기는,In a preferred embodiment of the present invention, the cathode capacitor,

소정의 전압에 의해 구동되는 연산증폭기와, 상기 연산증폭기의 정(+) 입력단자와 출력단자 사이에 개재되는 축전기와, 상기 연산증폭기의 반전(-) 입력단자와 출력단자 사이에 개재되는 (1-a)저항과, 상기 연산증폭기의 반전(-) 입력단자 및 상기 (1-a)저항과 공통접점을 갖는 (a)저항을 포함하여 구성되는 음극임피던스 회로수단에 의해 대체된다.(1) interposed between an operational amplifier driven by a predetermined voltage, a capacitor interposed between a positive (+) input terminal and an output terminal of the operational amplifier, and an inverting (-) input terminal and an output terminal of the operational amplifier (1). -a) a negative impedance circuit means comprising a resistor, an inverting (-) input terminal of the operational amplifier and a resistor (a) having a common contact with the (1-a) resistor.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 음극임피던스 회로수단은 상기음극축전기와 같은 용량을 가지며, 위상각은 상기 음극축전기와 반대가 되도록 이루어진다.In a preferred embodiment of the present invention, the cathode impedance circuit means has the same capacity as the cathode capacitor, and the phase angle is made to be opposite to the cathode capacitor.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 (1-a)저항과 (a)저항의 관계는 상호 반비례에 관계에 있도록 된다.In a preferred embodiment of the present invention, the relationship between the (1-a) resistance and the (a) resistance is in inverse proportion to each other.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 (1-a)저항의 저항값과 (a)저항의 저항값을 조정하여 상기 음극임피던스 회로수단의 축전용량과 상기 압전체 내부의 축전용량이 같게 되도록 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the resistance value of the resistance (1-a) and the resistance value of the resistance (a) are adjusted so that the capacitance of the negative impedance circuit means and the capacitance of the inside of the piezoelectric body are equal.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 압전체는 두께 방향으로 극성을 띠게 구성된다.In a preferred embodiment of the present invention, the piezoelectric body is configured to have a polarity in the thickness direction.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전기에너지가 상기 압전체에 피드백되어 인가될 때 상기 압전체가 길이방향으로 늘어나서 횡방향의 진동모드에 작용한다.In a preferred embodiment of the present invention, when the electrical energy is fed back to the piezoelectric body, the piezoelectric body extends in the longitudinal direction to act on the transverse vibration mode.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of a multimode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known technologies or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기의 구성도이고, 도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따라 압전체 모델링 회로를 직렬분기회로 및 병렬분기회로와 연결시킨 회로도이다. 도 3은 본 발명에 따른 분기임피던스에서 발생한 분기전압이 압전체로 피드백되는 것을 설명하기 위한 개략도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 인위적(synthetic) 음극축전기 회로를 분기저항과 직렬로 연결한 회로도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 인위적(synthetic) 음극축전기 회로를 분기저항과 병렬로 연결한 회로도이다. 도 5는 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 저항기-음극축전기 분기회로에 의한 강성비 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 저항기-음극축전기 분기회로에 의한 손실계수 그래프이다. 도 7은 본 발명에 따른 직렬 분기회로가 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지 않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 병렬 분기회로가 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지 않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 직렬 및 병렬 분기회로가 동시에 작동될 때(shunt 회로)와 작동되지 않을 때(open 회로) 주파수 응답함수 그래프이다.1 is a configuration diagram of a multi-mode attenuator using a cathode capacitor branch circuit according to the present invention, and FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams connecting a piezoelectric modeling circuit to a series branch circuit and a parallel branch circuit according to the present invention. 3 is a schematic diagram for explaining that the branch voltage generated in the branch impedance according to the present invention is fed back to the piezoelectric body, and FIG. 4A is a circuit diagram in which an artificial cathode capacitor circuit according to the present invention is connected in series with a branch resistor. 4B is a circuit diagram in which an artificial cathode capacitor circuit according to the present invention is connected in parallel with a branch resistor. 5 is a graph of the stiffness ratio by the series and parallel resistor-cathode capacitor branch circuit according to the present invention, Figure 6 is a graph of the loss coefficient by the series and parallel resistor-cathode capacitor branch circuit according to the present invention. 7 is a graph of the frequency response function when the series branch circuit according to the present invention is operated (shunt circuit) and when it is not operated (open circuit), and FIG. 8 is when the parallel branch circuit according to the present invention is operated (shunt circuit). Fig. 9 is a graph of the frequency response function when the series and parallel branch circuits according to the present invention are operated simultaneously (shunt circuit) and when not in operation (open circuit). to be.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기는, 힘과 압력 및 스트레스와 같은 기계적 에너지에 의해 진동 및/또는 소음을 일으키는 구조물(1)과, 이 구조물(1)에 부착되며 상기 진동 및/또는 소음으로 인한 스트레스에 의해 전기에너지(전압, 전류)를 발생하고 소정의 전기에너지가 그 자신에 인가될 때 형상의 변형을 일으키는 압전체(2), 그리고 압전체(2)에 연결되어 압전체(2)에서 발생된 전기에너지를 압전체(2)에 피드백시켜 압전체(2)의 변형을 유도하는 직렬 분기회로부(3)를 포함하여 구성된다. 도 1의 직렬 분기회로부(3)는 도시한 바와 같이 저항기(5)와 음극축전기(4)가 직렬접속 구성되는데, 이는 바람직하게 저주파 진동 진폭을 조절한다. 한편, 본 발명은 도시한 바와 같이 구조물(1)의 하부에 부착되는 하부 압전체(2')와, 하부 압전체(2')에 연결되며 저항기(5')와 음극축전기(4')가 병렬접속된 회로로 이루어지는 병렬 분기회로부(3')를 포함하는데, 이 병렬 분기회로부(3')는 바람직하게 고주파 진동 진폭을 조절한다. 도 1에서 미설명된 부재번호 8은 구조물(1)의 지지단(Base)으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 압전체(2)는 상기 지지단으로부터 0.1cm 떨어진 곳의 구조물(1) 상에 부착된다. 본 발명에서 상기 분기회로부(3)(3')가 구조물(1)의 감쇠기 역할을 하게 되는데 이에 대한 것은 후술한다.Referring to FIG. 1, a multimode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit according to the present invention includes a structure (1) that generates vibration and / or noise by mechanical energy such as force, pressure, and stress, and the structure (1). A piezoelectric body (2), and a piezoelectric body (2), which are attached to and generate electrical energy (voltage, current) by stress caused by the vibration and / or noise, and cause deformation of a shape when a predetermined electrical energy is applied to itself. It is configured to include a series branch circuit portion 3 which is connected to and feeds back the electrical energy generated in the piezoelectric body 2 to the piezoelectric body 2 to induce deformation of the piezoelectric body 2. As shown in the series branch circuit section 3 of FIG. 1, the resistor 5 and the cathode capacitor 4 are configured in series, which preferably adjusts the low frequency vibration amplitude. On the other hand, the present invention is connected to the lower piezoelectric material 2 'and the lower piezoelectric material 2' attached to the lower portion of the structure 1 as shown, the resistor 5 'and the negative electrode capacitor 4' is connected in parallel A parallel branch circuit portion 3 'consisting of an integrated circuit is included, which preferably adjusts the high frequency vibration amplitude. In FIG. 1, reference numeral 8 is a support base of the structure 1, and in a preferred embodiment of the present invention, the piezoelectric element 2 is attached to the structure 1 at a distance of 0.1 cm from the support end. do. In the present invention, the branch circuit part 3 (3 ') serves as an attenuator of the structure 1, which will be described later.

도 1의 음극축전기(4)는 도 4a에 도시한 바와 같이 소정의 전압, 예를 들면 ±15볼트 전원에 의해 구동되는 연산증폭기(19)와, 연산증폭기(19)의 정(+) 입력단자와 출력단자(Out) 사이에 개재되는 축전기(15)와, 연산증폭기(19)의 반전(-) 입력단자와 출력단자(Out) 사이에 개재되는 (1-a)저항(16)과, 연산증폭기(19)의 반전(-) 입력단자 및 (1-a)저항과 공통접점을 갖는 (a)저항(17)을 포함하여 구성되는 음극임피던스 회로부(18)에 의해 대체될 수 있는데, 여기서 상기 음극임피던스 회로부(18)는 바람직하게 음극축전기(4)와 같은 용량을 가지며, 위상각은 상기 음극축전기(4)와 반대가 되도록 이루어지며, (1-a)저항(16)과 (a)저항(17)은 상호 반비례에 관계에 있게 된다.As shown in FIG. 4A, the negative electrode capacitor 4 of FIG. 1 includes an operational amplifier 19 driven by a predetermined voltage, for example, a ± 15 volt power supply, and a positive input terminal of the operational amplifier 19. The capacitor 15 interposed between the output terminal and the output terminal Out, the (1-a) resistor 16 interposed between the inverting (-) input terminal and the output terminal Out of the operational amplifier 19, It can be replaced by a negative impedance circuit section 18 comprising an inverting (-) input terminal of the amplifier 19 and a resistor (17) having a common contact with the resistor (1-a). The negative impedance circuit portion 18 preferably has the same capacitance as the negative electrode capacitor 4, the phase angle is made to be opposite to the negative electrode capacitor 4, and the (1-a) resistance (16) and the (a) resistance (17) is inversely related to each other.

마찬가지로, 도 1에서 하부 압전체(2')와 연관된 음극축전기(4')도 도 4b에 도시한 바와 같이 소정의 전압, 예를 들면 ±15볼트 전원에 의해 구동되는 연산증폭기(19')와, 연산증폭기(19')의 정(+) 입력단자와 출력단자(Out) 사이에 개재되는 축전기(15')와, 연산증폭기(19')의 반전(-) 입력단자와 출력단자(Out) 사이에 개재되는 (1-a)저항(16')과, 연산증폭기(19')의 반전(-) 입력단자 및 (1-a)저항과 공통접점을 갖는 (a)저항(17')을 포함하여 구성되는 음극임피던스 회로부(18')에 의해 대체될 수 있는데, 여기서 상기 음극임피던스 회로부(18')는 바람직하게 음극축전기(4')와 같은 용량을 가지며, 위상각은 상기 음극축전기(4')와 반대가 되도록 이루어지며, (1-a)저항(16')과 (a)저항(17')은 상호 반비례에 관계에 있게 된다.Similarly, the negative electrode 4 'associated with the lower piezoelectric 2' in FIG. 1 also has an operational amplifier 19 'driven by a predetermined voltage, for example, a ± 15 volt power source, as shown in FIG. Between the capacitor 15 'interposed between the positive (+) input terminal and the output terminal (Out) of the operational amplifier 19', and between the inverting (-) input terminal and the output terminal (Out) of the operational amplifier 19 '. A resistance (16 ') interposed therebetween, an inverting (-) input terminal of the operational amplifier 19', and a resistance (17) having a common contact with the resistance (1-a). Can be replaced by a cathode impedance circuit portion 18 ', wherein the cathode impedance circuit portion 18' preferably has the same capacitance as the cathode capacitor 4 ', the phase angle of which is equal to the cathode capacitor 4'. (1-a) resistor (16 ') and (a) resistor (17') are inversely related to each other.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기의 작용을 도 1 내지 도 9를 참조하면서 설명하면 아래와 같다.The operation of the multimode attenuator using the negative electrode capacitor branch circuit according to the present invention configured as described above will be described below with reference to FIGS.

도 1을 참조하면, 전술한 바와 같이 구조물(1) 위에 상부 압전체(2)가 부착되어 있고, 하부 압전체(2')는 구조물(1) 아래에 부착된다. 구조물(1) 상부의 압전체(2)는 저항기(5)와 음극축전기(4)가 직렬로 연결된 분기회로(3)에 연결되고, 구조물(1) 하부의 압전체(2')는 저항기(5')와 음극축전기(4')가 병렬로 연결된 분기회로(3')에 연결된다. 이때, 구조물(1)이 힘이나 압력을 받으면, 구조물(1)에 부착된 압전체(2)(2')가 스트레스를 받게되고, 그 스트레스로 인하여 압전체(2)(2')에 전하(charge) q가 축적되고, 축전된 전하의 이동으로 인해 전류 I(14; 도 3)가 발생된다. 상기 전류 I(14)는 직렬 분기회로(3) 및 병렬 분기회로(3')로 각각 입력되며, 분기 임피던스 ZSH(12, 12'; 도 3)에 걸리는 전압 VSH(13)는 두 전극 단자(6, 6')(7, 7')를 통해 다시 압전체(2, 2')로 피드백 인가된다. 상기 분기 임피던스ZSH(12, 12')는 각각 저항기(5, 5')와 음극축전기(4, 4')에 의한 임피던스라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.Referring to FIG. 1, as described above, the upper piezoelectric element 2 is attached to the structure 1, and the lower piezoelectric element 2 ′ is attached to the lower portion of the structure 1. The piezoelectric element 2 on the structure 1 is connected to the branch circuit 3 in which the resistor 5 and the negative electrode capacitor 4 are connected in series, and the piezoelectric element 2 'under the structure 1 is connected to the resistor 5'. ) And the negative electrode capacitor 4 'are connected to the branch circuit 3' connected in parallel. At this time, when the structure 1 is subjected to force or pressure, the piezoelectric body 2, 2 'attached to the structure 1 is subjected to stress, and due to the stress, the piezoelectric body 2, 2' is charged. q is accumulated and current I 14 (Fig. 3) is generated due to the movement of the stored charge. The current I 14 is input to the series branch circuit 3 and the parallel branch circuit 3 ', respectively, and the voltage V SH 13 applied to the branch impedance Z SH 12, 12'; Feedback is applied back to the piezoelectric elements 2 and 2 'via terminals 6 and 6'. It will be apparent to those skilled in the art that the branched impedances Z SH 12, 12 'are impedances caused by resistors 5, 5' and cathode capacitors 4, 4 ', respectively.

상기와 같은 피드백 전압 VSH(13)이 압전체(2, 2')에 인가되면, 압전체(2, 2')는 압전체(2, 2')의 특성에 따라 형상의 변형을 일으켜 구조물(1)의 진동을 제어하게 된다. 즉, 상기 피드백 전압 VSH(13)이 압전체(2, 2')에 인가될 때, 압전체(2, 2')는 구조물(1)에 존재하고 있는 진동에 영향을 미치도록 형상의 변형이 이루어지므로 감쇠기 역할을 하며, 피드백 전압 VSH(13)을 압전체(2, 2')에 인가하기 위한 분기 임피던스(12, 12')의 저항기(5, 5')와 음극축전기(4, 4')의 값을 조정함으로써 상기 감쇠기의 감쇠 정도를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 종래의 분기회로 감쇠기인 저항기 분기회로나 인덕터 공진 분기회로 감쇠기는 한정된 주파수 영역에서만 진동을 제어할 수 있는 한계를 가지고 있는 반면에 본 발명에 의한 감쇠기는 전체 주파수 대역의 진동모드들을 동시에 감쇠할 수 있는 성능을 가질 수 있다. 즉, 구조물(1) 상부에 부착된 압전체(2)에 연결된 본 발명의 저항기-음극축전기 직렬 분기회로부(3)는 구조물(1)에서 발생할 수 있는 저주파수 대역의 진동을 제어하여 감쇠시키며, 구조물(1) 하부에 부착된 압전체(2')에 연결된 본 발명의 저항기-음극축전기 병렬 분기회로부(3')는 구조물(1)에서 발생할 수 있는 고주파수 대역의 진동을 제어하여 감쇠시킨다. 이로써, 본 발명에 따른 감쇠기는 직렬 및 병렬 연결된 저항기-음극축전기 분기회로를 사용함으로써 감쇠대상물에서 발생하는 전 주파수 영역의 다중 진동모드들을 동시에 감쇠시킬 수 있다.When the feedback voltage V SH 13 as described above is applied to the piezoelectric bodies 2 and 2 ', the piezoelectric bodies 2 and 2' cause deformation of the shape according to the characteristics of the piezoelectric bodies 2 and 2 'so that the structure 1 The vibration of the will be controlled. That is, when the feedback voltage V SH 13 is applied to the piezoelectric body 2, 2 ′, the piezoelectric body 2, 2 ′ is deformed in shape so as to affect the vibration existing in the structure 1. And acts as an attenuator, resistors 5 and 5 'of branching impedances 12 and 12' and cathode capacitors 4 and 4 'for applying the feedback voltage V SH 13 to the piezoelectric elements 2 and 2'. By adjusting the value of, it is possible to control the degree of attenuation of the attenuator. Therefore, the resistor branch circuit or the inductor resonant branch circuit attenuator, which is a conventional branch circuit attenuator, has a limitation that can control vibration only in a limited frequency range, while the attenuator according to the present invention can simultaneously attenuate the vibration modes of the entire frequency band. Can have performance. That is, the resistor-cathode capacitor series branch circuit part 3 of the present invention connected to the piezoelectric element 2 attached to the upper part of the structure 1 controls and attenuates the vibration of the low frequency band that may occur in the structure 1, 1) The resistor-cathode capacitor parallel branch circuit portion 3 'of the present invention connected to the piezoelectric element 2' attached to the lower portion controls and attenuates the vibration of the high frequency band which may occur in the structure 1. Thus, the attenuator according to the present invention can simultaneously attenuate the multiple vibration modes of the entire frequency domain occurring in the attenuation object by using a resistor-cathode capacitor branch circuit connected in series and in parallel.

상기한 압전체(2, 2')의 전기적 특성으로 인해 도 1의 압전체(2, 2')는 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 전류소스원(10, 10')과 압전체(2, 2') 내부에 있는 축전기(9, 9')를 병렬로 연결시킨 회로로 모델링하는 것이 가능하다. 도 2a 및 도 2b의 모델링 회로에 있어서, 두 전극 단자(6, 7)(6', 7')는 저항기(5, 5')와 음극축전기(4, 4')로 이루어진 분기회로부(3, 3')에 각각 연결된다. 도 2a 및 도 2b에서 두 전극 단자(6, 7)(6', 7')가 연결되지 않은 상태를 개방회로(open circuit)라 하며, 이 상태에서는 전류가 흐르지 않는다는 것은 당업자에게 자명하다.Due to the electrical properties of the piezoelectric elements 2 and 2 ', the piezoelectric elements 2 and 2' of FIG. 1 are formed as shown in FIGS. 2A and 2B, and the current source sources 10 and 10 'and the piezoelectric elements 2 and 2, respectively. It is possible to model a circuit in which the capacitors 9, 9 'inside') are connected in parallel. In the modeling circuit of FIGS. 2A and 2B, the two electrode terminals 6, 7 (6 ′, 7 ′) have branch circuits 3, consisting of resistors 5, 5 ′ and cathode capacitors 4, 4 ′. 3 ') respectively. 2A and 2B, the state in which the two electrode terminals 6, 7 (6 ', 7') are not connected is called an open circuit, and it is apparent to those skilled in the art that no current flows in this state.

도 3은 전술한 바와 같이 구조물(1)에 가해진 힘 또는 진동에 의해 압전체(2, 2')에서 발생한 전류 I(14)가 분기 임피던스 ZSH(12, 12')를 경유하여 다시 압전체(2, 2')로 피드백되는 것을 보여준다. 도 3에 도시된 바와 같이 분기 임피던스 ZSH(12, 12')에 걸리는 분기전압 Vsub.SH는 아래의 식에 의해 구해진다.3 shows that the current I 14 generated in the piezoelectric body 2, 2 'by the force or vibration applied to the structure 1 again passes through the branching impedance Z SH 12, 12'. , 2 '). As shown in Fig. 3, the branch voltage V sub.SH applied to the branch impedance Z SH (12, 12 ') is obtained by the following equation.

Vsub.SH= -ZSH×IV sub.SH = -Z SH × I

한편, 본 발명은 압전체(2, 2') 내부에 있는 축전기의 용량과 같으며, 위상각은 반대인 음극 축전용량을 발생시키기 위해 인위적(synthetic) 음극임피던스 회로부(18, 18')를 이용할 수 있는데, 이를 도 4a 및 도 4b에 나타내 보였다.On the other hand, the present invention is equivalent to the capacitance of the capacitor inside the piezoelectric body (2, 2 '), and can use the artificial negative impedance circuit portion (18, 18') to generate a negative electrode capacitance of the opposite phase angle This is shown in Figures 4a and 4b.

도 4a 및 도 4b에 도시된 인위적 음극임피던스 회로부(18, 18')는 도시한 바와 같이 축전기(15, 15')와 두개의 저항기(16, 17)(16', 17') 및 ±15볼트 전원에 의해 구동되는 연산증폭기(19, 19')로 이루어진다.The artificial negative impedance circuitry 18, 18 ′ shown in FIGS. 4A and 4B has capacitors 15, 15 ′ and two resistors 16, 17 (16 ′, 17 ′) and ± 15 volts as shown. It consists of operational amplifiers 19, 19 'driven by a power supply.

도 4a 및 도 4b에 있어서, 회로자체의 동요로 인한 불안정성을 피하기 위해음극임피던스 회로부(18, 18') 내에 있는 저항기(16, 17)(16', 17')와 축전기(15, 15')를 조정할 필요가 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 도 4a 및 도 4b에서는, 두 저항기(16, 17)(16', 17')의 파라미터 a값을 조정함으로써 음극임피던스 회로부(18, 18')에서 발생하는 축전용량(Csub.n)과 압전체(2, 2') 내부에 있는 축전용량(Csub.p)을 일치시키는 것이 가능하다. 도 4a 및 도 4b에서 인위적 음극임피던스 회로부(18, 18')의 저항기(17, 17')가 분기 저항기(5, 5')와 연결되어 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 직렬 또는 병렬 저항기-음극축전기 분기회로부(3, 3')와 같은 회로를 구성하기 때문에 이 분기회로부는 압전체(2, 2')의 출력단자(6, 7)(6', 7')와 각각 연결되는 것은 당연하다.4A and 4B, the resistors 16, 17 (16 ', 17') and the capacitors 15, 15 'in the cathode impedance circuit portion 18, 18' to avoid instability due to the fluctuation of the circuit itself. It will be apparent to those skilled in the art that there is a need for adjustment. In FIGS. 4A and 4B, the capacitance C sub.n and the piezoelectric force generated in the negative impedance circuit portion 18, 18 'by adjusting the parameter a values of the two resistors 16, 17 (16', 17 ') are shown. It is possible to match the capacitance (C sub.p ) inside (2, 2 '). In Figs. 4A and 4B, the resistors 17 and 17 'of the artificial negative impedance circuit portion 18 and 18' are connected with the branch resistors 5 and 5 'so that the series or parallel resistors as shown in Figs. Since the same circuits as the cathode capacitor branch circuit sections 3 and 3 'are configured, the branch circuit sections are connected to the output terminals 6 and 7 (6' and 7 ') of the piezoelectric bodies 2 and 2', respectively. Do.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 직렬 분기회로부(3)와 병렬 분기회로부(3')의 강성비와 손실계수가 각각 무차원 주파수(non-dimensional frequency)에 대해 나타나 있다. 도 5 및 도 6에서 사용되어진 전기적-기계적 연성 계수는 바람직하게 0.33이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 직렬 분기회로부(3)의 경우에는 무차원 주파수가 증가함에 따라 강성비가 영(제로)에서부터 점차 증가하는 경향을 볼 수 있고, 반대로 병렬 분기회로부(3')의 경우에는 무차원 주파수가 증가함에 따라 강성비가 감소하여 영(제로)으로 접근하는 경향을 볼 수 있다.5 and 6, the stiffness ratio and the loss coefficient of the series branch circuit section 3 and the parallel branch circuit section 3 'according to the present invention are shown for non-dimensional frequencies, respectively. The electromechanical ductility factor used in FIGS. 5 and 6 is preferably 0.33. As shown in FIG. 5, in the case of the series branch circuit unit 3, the stiffness ratio gradually increases from zero (zero) as the dimensionless frequency increases, and in the case of the parallel branch circuit unit 3 ′. As the dimensionless frequency increases, the stiffness ratio decreases, and it can be seen that it tends to approach zero (zero).

전기적-기계적 연성 계수 ksub.ij는 일반적으로 압전재료의 강도를 측정하는데 기준으로 사용된다. 이와 같은 연성 계수는 전체 에너지에 대한 저장된 기계적 에너지의 비로 정의되며, 강성 계수가 제로일 때 전기적-기계적 연성 계수는 1이 되는 것을 식으로 유도하여 보여준 예가 공지되어 있다(Lesieutre, G. and Davis, C, 1997, "Can a Coupling Coefficient of a piezoelectric Device be Higher than Those of Its Active Materials" Proc. of SPIE, Vol. 3041 pp. 281-292). 이것은 전기적-기계적 연성 계수가 1일 때, 기계적 에너지와 전기적 에너지 사이에 에너지가 100% 변환되는 것을 의미한다. 따라서, 상기한 직렬 분기회로부(3)를 이용하면 저주파수 대역의 진동으로 인한 기계적 에너지가 압전체(2)에 의해 전기적 에너지로의 100% 변환이 가능하고, 병렬 분기회로부(3')를 이용하면 고주파수 대역에서 강성계수가 제로이므로 연성계수가 1이 되어 마찬가지로 기계적 에너지가 압전체(2')에 의해 전기적 에너지로의 100% 변환이 가능하다.The electromechanical ductility factor k sub.ij is generally used as a reference to measure the strength of piezoelectric materials. Such ductility modulus is defined as the ratio of stored mechanical energy to total energy, and examples are shown that show that the electro-mechanical ductility coefficient is 1 when the stiffness coefficient is zero (Lesieutre, G. and Davis, C, 1997, "Can a Coupling Coefficient of a piezoelectric Device be Higher than Those of Its Active Materials" Proc. Of SPIE, Vol. 3041 pp. 281-292). This means that when the electromechanical ductility factor is 1, energy is converted 100% between mechanical energy and electrical energy. Therefore, when the series branch circuit unit 3 is used, mechanical energy due to vibration in the low frequency band can be converted into electrical energy by the piezoelectric body 2 to 100%. When the parallel branch circuit unit 3 'is used, high frequency Since the stiffness coefficient is zero in the band, the ductility coefficient is 1, and likewise, the mechanical energy can be 100% converted into electrical energy by the piezoelectric body 2 '.

도 6을 참조하면, 재료의 손실계수는 직렬 연결시에는 무차원 주파수의 증가에 따라 감소하고, 병렬 연결시에는 무차원 주파수가 증가함에 따라 손실계수가 증가하는 것을 보인다. 따라서, 본 발명에 따르면, 진동으로 인한 기계적 에너지를 소모하여 높은 감쇠를 얻을 수 있다. 즉, 이러한 특별한 특성은 음극 축전기 분기회로가 다중 감쇠 능력을 가지고 있음을 보인다.Referring to FIG. 6, the loss coefficient of the material decreases as the dimensionless frequency increases in series connection, and the loss coefficient increases as the dimensionless frequency increases in parallel connection. Therefore, according to the present invention, high energy attenuation can be obtained by consuming mechanical energy due to vibration. In other words, this particular characteristic shows that the cathode capacitor branch circuit has multiple attenuation capabilities.

한쌍의 압전체(2, 2')를 도 1에 도시한 바와 같이 구조물(1)의 지지단(8) 쪽에 부착시키고, 음극축전기 분기회로부(3, 3')를 사용하여 진동을 감쇠시키는 작용을 살펴보았다. 본 발명의 실시예에 있어서, 압전체(2, 2')는 바람직하게 구조물(1)의 지지단(8)으로부터 0.1cm 떨어진 곳에 부착하였다. 압전체(2,2')는 두께 방향으로 극성을 띠고 있으며 길이 방향으로 늘어나서 횡 방향의 모드에 작용한다.A pair of piezoelectric bodies 2, 2 'is attached to the support end 8 side of the structure 1 as shown in Fig. 1, and the cathode capacitor branch circuit portions 3, 3' are used to damp vibrations. I looked at it. In the embodiment of the present invention, the piezoelectric bodies 2 and 2 'are preferably attached 0.1 cm away from the supporting end 8 of the structure 1. The piezoelectric bodies 2, 2 'are polarized in the thickness direction and extend in the longitudinal direction to act in the transverse mode.

도 7은 직렬 저항기-음극축전기 분기 회로부(3)가 연결된 압전체/구조물에 대한 응답을 해석적으로 나타낸 것으로, 저주파수에서 높은 감쇠 비율이 주파수가 증가함에 따라 감소함을 보여주고 있다. 이와 같은 현상은 전술한 바와 같이 저항기-음극축전기 직렬 분기회로부의 재료 손실계수(도 6 참조)를 고려함으로써 이해될 것이다. 도 7의 경우와 같은 결과를 얻기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에서는 저항기(5)로 5오옴의 저항을 사용하였고, 음극축전기(4)로 200nF의 축전용량을 사용하였다.FIG. 7 analytically illustrates the response to a piezoelectric / structure connected with series resistor-cathode capacitor branch circuit 3, showing that the high attenuation ratio at low frequencies decreases with increasing frequency. This phenomenon will be understood by considering the material loss coefficient (see Fig. 6) of the resistor-cathode capacitor series branch circuit portion as described above. In order to obtain the same result as in FIG. 7, in the preferred embodiment of the present invention, a 5 ohm resistor was used as the resistor 5, and a capacitance of 200 nF was used as the cathode capacitor 4.

도 8은 병렬 저항기-음극축전기 분기 회로부(3')가 연결된 압전체/구조물에 대한 주파수 응답반응을 해석적으로 나타낸 것이다. 도 8의 경우에는 직렬 분기 회로부(3)의 경우와 반대로 주파수가 높아질수록 진폭이 줄어드는 반대의 거동을 보여준다. 이와 같은 현상은 전술한 바와 같이 저항기-음극축전기 병렬 분기회로부의 재료 손실계수(도 6 참조)가 무차원화된 주파수가 증가함에 따라서 증가한다는 사실을 고려함으로써 이해될 것이다. 도 8의 경우와 같은 결과를 얻기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에서는 저항기(5')로 200오옴의 저항을 사용하였고, 음극축전기(4')로 200nF의 축전용량을 사용하였다.FIG. 8 analytically shows the frequency response response of the piezoelectric / structure connected to the parallel resistor-cathode capacitor branch circuit portion 3 '. In the case of FIG. 8, the opposite behavior is shown in which the amplitude decreases as the frequency increases, as opposed to the case of the series branch circuit 3. This phenomenon will be understood by considering the fact that the material loss coefficient (see Fig. 6) of the resistor-cathode capacitor parallel branch circuit portion increases as the non-dimensionalized frequency increases as described above. In order to achieve the same result as in FIG. 8, in the preferred embodiment of the present invention, a resistor of 200 ohm was used as the resistor 5 'and a capacitance of 200 nF was used as the cathode capacitor 4'.

도 9는 직렬 분기회로부(3) 및 병렬 분기회로부(3')를 동시에 적용하였을 때, 압전체/구조물에 대한 주파수 응답반응을 해석적으로 나타낸 것이다. 전술한 바와 같은 저항값과 축전용량을 갖는 저항기-음극축전기 분기회로부(3, 3')를 사용한 결과, 전체 주파수 대역에 걸쳐 개방회로 진폭의 절정값으로부터 20dB 이상을 감소시킬 수 있었다. 직렬 분기회로부에서는 분기 저항기의 저항값을 줄이고, 병렬분기회로부에서는 분기 저항기의 저항값을 증가시킴으로써 진동을 보다 더 효과적으로 줄일 수 있는 가능성이 있는데, 이러한 가능성은 손실계수와 무차원화된 주파수의 관계를 상호 고려함으로써 판단될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 저항기-음극축전기 분기회로부는 공학의 여러 응용분야에서 다중모드 진동 감쇠기로 사용될 수 있고, 경우에 따라서 상기 분기회로부는 구조물 내부에 위치되어 이용될 수 있다.FIG. 9 analytically shows the frequency response response to the piezoelectric body / structure when the series branch circuit section 3 and the parallel branch circuit section 3 'are applied simultaneously. As a result of using the resistor-cathode capacitor branch circuit portions 3 and 3 'having the resistance value and the capacitance as described above, it was possible to reduce more than 20 dB from the peak value of the open circuit amplitude over the entire frequency band. By reducing the resistance of the branch resistor in the series branch circuit section and increasing the resistance value of the branch resistor in the parallel branch circuit section, it is possible to reduce the vibration more effectively. Will be judged by consideration. Thus, the resistor-cathode capacitor branch circuit according to the present invention can be used as a multimode vibration damper in various applications of engineering, and in some cases the branch circuit portion can be located and used inside the structure.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기는 압전체(piezoelectric material) 및/또는 음극축전기 분기회로를 이용하여 전체 주파수 대역에서 진동 및/또는 소음을 다중모드로 감쇠시킬 수 있는 이점을 제공한다.The multimode attenuator using the negative electrode capacitor branch circuit according to the present invention as described above can attenuate the vibration and / or noise in the multi-mode in the entire frequency band by using a piezoelectric material and / or a negative electrode capacitor branch circuit. Provide an advantage.

또한, 본 발명에 따른 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기는 전체적인 구성을 매우 단순하게 하고 부피와 무게를 적게 하여 구성할 수 있기 때문에 시스템에 큰 영향을 주지 않고 소음과 진동을 감쇠시킬 수 있는 이점을 제공한다.In addition, the multi-mode attenuator using the cathode capacitor branch circuit according to the present invention can simplify the overall configuration, and can be configured with a small volume and weight, which can attenuate noise and vibration without significantly affecting the system. To provide.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.

Claims (8)

저항 소자와 음극축전기 소자로 이루어진 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기에 있어서,In the multi-mode attenuator using a branch circuit consisting of a resistor element and a cathode capacitor element, 힘, 압력 및 스트레스와 같은 기계적 에너지에 의해 진동과 소음을 일으키는 구조물;Structures that cause vibration and noise by mechanical energy such as force, pressure and stress; 상기 구조물에 부착되며 상기 진동 및 소음으로 인한 스트레스에 의해 전기에너지를 발생하고 소정의 전기에너지가 그 자신에 인가될 때 형태의 변형을 일으키는 압전체;A piezoelectric body attached to the structure and generating electrical energy by stress due to the vibration and noise and causing deformation of a shape when a predetermined electrical energy is applied to itself; 상기 압전체에 연결되어 상기 압전체에서 발생된 전기에너지를 상기 압전체에 피드백시켜 상기 압전체의 변형을 유도하는 분기회로 수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.And a branch circuit means connected to the piezoelectric element and feeding back the electrical energy generated by the piezoelectric material to the piezoelectric material to induce deformation of the piezoelectric material. 제1항에 있어서, 상기 분기회로 수단은 저항 소자와 음극축전기 소자가 직렬접속된 회로 및 병렬 접속된 회로 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.The multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit according to claim 1, wherein the branch circuit means includes both a circuit in which a resistor element and a cathode capacitor element are connected in series and a circuit connected in parallel. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 음극축전기는,The negative electrode capacitor of claim 1 or 2, 소정의 전압에 의해 구동되는 연산증폭기와, 상기 연산증폭기의 정(+) 입력단자와 출력단자 사이에 개재되는 축전기와, 상기 연산증폭기의 반전(-) 입력단자와 출력단자 사이에 개재되는 (1-a)저항과, 상기 연산증폭기의 반전(-) 입력단자 및 상기 (1-a)저항과 공통접점을 갖는 (a)저항을 포함하여 구성되는 음극임피던스 회로수단에 의해 대체되는 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.(1) interposed between an operational amplifier driven by a predetermined voltage, a capacitor interposed between a positive (+) input terminal and an output terminal of the operational amplifier, and an inverting (-) input terminal and an output terminal of the operational amplifier (1). -a) a negative impedance circuit means comprising a resistor, an inverting (-) input terminal of said operational amplifier and a resistor (a) having a common contact with said (1-a) resistance, characterized in that it is replaced by Multimode Attenuator Using Cathode Capacitor Branch Circuit. 제3항에 있어서, 상기 음극임피던스 회로수단은 상기 음극축전기와 같은 용량을 가지며, 위상각은 상기 음극축전기와 반대가 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.4. The multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor circuit as claimed in claim 3, wherein the negative impedance circuit means has the same capacity as the negative electrode capacitor, and the phase angle is opposite to that of the negative electrode capacitor. 제3항에 있어서, 상기 (1-a)저항과 (a)저항의 관계는 상호 반비례에 관계에 있도록 된 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.4. The multi-mode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit as claimed in claim 3, wherein the relationship between the resistance (1-a) and the resistance (a) is in inverse proportion to each other. 제3항에 있어서, 상기 (1-a)저항의 저항값과 (a)저항의 저항값을 조정하여 상기 음극임피던스 회로수단의 축전용량과 상기 압전체 내부의 축전용량이 같게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.4. The resistance value of the resistance (1-a) and the resistance value of the resistance (a) are adjusted so that the capacitance of the cathode impedance circuit means and the capacitance of the inside of the piezoelectric body are the same. Multimode Attenuator Using Cathode Capacitor Branch Circuit. 제1항에 있어서, 상기 압전체는 두께 방향으로 극성을 띠게 구성된 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.The multimode attenuator using a cathode capacitor branch circuit according to claim 1, wherein the piezoelectric body is configured to have a polarity in the thickness direction. 제1항에 있어서, 상기 전기에너지가 상기 압전체에 피드백되어 인가될 때 상기 압전체가 길이방향으로 늘어나서 횡방향의 진동모드에 작용하도록 된 것을 특징으로 하는 음극축전기 분기회로를 이용한 다중모드 감쇠기.The multimode attenuator using a negative electrode capacitor branch circuit as claimed in claim 1, wherein when the electric energy is fed back to the piezoelectric body, the piezoelectric body extends in the longitudinal direction to act in a transverse vibration mode.
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