NO150375B - Anordning for tilfoersel av styrespenning over et piezoelektrisk innstillingselement - Google Patents

Anordning for tilfoersel av styrespenning over et piezoelektrisk innstillingselement Download PDF

Info

Publication number
NO150375B
NO150375B NO791746A NO791746A NO150375B NO 150375 B NO150375 B NO 150375B NO 791746 A NO791746 A NO 791746A NO 791746 A NO791746 A NO 791746A NO 150375 B NO150375 B NO 150375B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
transistor
voltage
switch
switching device
outputs
Prior art date
Application number
NO791746A
Other languages
English (en)
Other versions
NO791746L (no
NO150375C (no
Inventor
Albert Maria Arnold Rijckaert
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Publication of NO791746L publication Critical patent/NO791746L/no
Publication of NO150375B publication Critical patent/NO150375B/no
Publication of NO150375C publication Critical patent/NO150375C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/56Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head support for the purpose of adjusting the position of the head relative to the record carrier, e.g. manual adjustment for azimuth correction or track centering
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/10Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • G11B21/106Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following on disks
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/584Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on tapes
    • G11B5/588Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on tapes by controlling the position of the rotating heads
    • G11B5/592Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on tapes by controlling the position of the rotating heads using bimorph elements supporting the heads
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0925Electromechanical actuators for lens positioning
    • G11B7/0937Piezoelectric actuators
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/802Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for tilførsel av en styrespenning til et piezoelektrisk innstillingselement-, sær-
lig for innstiling av et opptegnings- og/eller gjengivelses-eiement i forhold til et informasjonsspor, hvor anordningen også innbefatter selve det plezoelektriske innstillingselementet.
Det er mange systemer som anvender et piezoelektrisk innstillingselement, f,eks. for innstilling av opptegnings-og/eller gjengivelseselementer i magnetiske eller optiske opptegningsapparater, både for opptegningsbærere i form av bånd og plate for å sikre at elementet riktig følger informasjonssporet, f.eks. ved videokassettbåndspillere eller for a styre innstillingen av elementet i forhold til informasjonssporet nemlig asimutstyring -av lydbåndkassettspillere-.
Et slikt system er f.eks. kjent fra tysk patent-
søknad nr. 2.7-11.935 hvor en analog styrespenning tilføres et piezoelektrisk element via en spenningsforsterker. De piezoelektriske elementer styres med -en forholdsvis høy spenning-,
slik at en slik spenningsforsterker krever en forholdsvis
høy matespenning som i den nevnte patentsøknad er en symmetrisk matespenning på mellom -+200 V og -200 V. Dette er i .seg
selv en ulempe fordi de andre komponenter i apparatet arbeider
med en forholdsvis lav matespenning, slik at denne høyspenning
må frembringes spesielt for denne spenningsforsterker hvilket er-særlig upraktisk når det gjelder batteridrevne apparater fordi det krever en likespenningsomforming med forholdsvis stort energiforbruk fer d-enne forsterker.
I en norsk patentansøkning som i-nnlevéres samtidig.,
beskrives et system for styring av posisjonen av et avlesningshode i forhold til en opptegningsbærer i form av bånd, hvilket system frembringer pulsformede styresignaler. Når en .spennings-
forsterker anvendes for å levere en styrespenning over det piezoelektriske element, må dette signal først omformes til en analog spenning, f.eks. ved integrering.
Hensikten med oppfinnelsen 'er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis nevnte art som kan styres av pulsformede styresignaler og som ikke behøver en forholdsvis høy spenning ; og hvis- energiforbruk er minimalt.. - . Dette oppnås ifølge oppfinnelsen■ved en første ..inn-, retning for.å frembringe et pulsformet styresignal, en ladekilde og en koplingsinnretning som er-koplet med den første innretning og ladekilden for å bevirke at en elektrisk ladning strømmer fra og til det piezoelektriske element under styring av. den første innretning.
Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at det piezoelektriske element er kapasiti.vt- og selv kan tjene som integreringselement ved overføring av ladningspulser til og fra elementet under styring av de pulsformede styresignaler. Spenningen over det piezoelektriske element kan da bli forholdsvis høy i forhold.til matespenningen som er nødvendig for drift av anordningen,- fordi spenningen over det piezoelektriske element ikke tilføres via en spenningsforsterker som kan levere -en spenning som er høyere enn matespenningen, men ved anvendelse av ladning, slik at spenningen over det piezoelektriske element er bestemt av den totale, ladning og kapa- ■ siteten i det piezoelektriske element.. Som følge av koplingsinnretning og integreringen ;i det piezoelektriske element, er det ikke nødvendig med noen strøm for å opprettholde spenninger -og, strømmen flyter bare•under opptreden av styrepulser. Følgelig . blir anordningens energiforbruk .-minimalt..
Por å oppnå tilfredsstillende spenningsisolasjon mellom det piezoelektriske element og ladningskilden, omfatter anordningen en transformator med en primær-.og en sekundærkrets og koplingsanordningen omfatter en første og en andre koplingsinnretning, idet det piezoelektriske element i serie med den første koplingsinnretning- ligger i transformatorens.. sekundærkrets og ladekilden ligger i .transformatorens .primærkrets via den andre koplingsinnretning, slik at ved styring fra den første innretning kan strømpulser flyte i sekundærkretsen i begge retninger og at ved manglende styring brytes
sekundærkretsen.
For å oppnå en ladningsoverføring i to forskjel-lige retninger på enkel måte, kan koplingsinnretningen omfatte en første og en andre bryter og transformatoren kan ha en primærvikling med midtuttak som er forbundet med en første mateklemme, og ladningskiiden omfatter en strømkilde som er forbundet med en ende av primærviklingen via den første bryter og den andre ende - av primærviklingen er forbundet med strøm-kilden via en andre bryter.
Den første bryter kan være dannet av en første transistor av en første ledningsevnetype hvis emitter er forbundet med strømkilden, hvis kollektor er forbundet med en ende av primærviklingen og basisen er forbundet med en første styreinngang og den andre Jaryter er dannet av en andre transistor av den første ledningsevnetype hvis emitter er forbundet med strømkilden, hvis kollektor er forbundet med d-en andre ende av primærviklingen og hvis basis er forbundet med en andre styreinngang.
Hvis det anvendes bipolare transistorer som er i stand til å lede strøm i bare en retning, kan den førstje koplingsinnretning omfatte en tredje transistor av den første ledningsevnetype og en fjerde transistor av en andre ledningsevnetype hvis emitter er forbundet med en mateklemme, hvis kollektor er forbundet med mateklemmen via sekundærkretsen, og. basisen i den tredje transistor er forbundet med.en tredje styreinngang, og basisen i den fjerde transistor er forbundet med en fjerde styreinngang,.
Hvis anordningen ifølge oppfinnelsen f.eks. anvendes i et system for innstilling av et magnethode i forheld til et opptegnet informasjonsspor under avlesning av informasjon, idet informasjonssporet anvendes som en referanse, vil systemet ikke arbeide hvis informasjonen skal opptegnes fordi referansen mangler. I et slikt tilfelle, men også ved andre anvendelser er det ønskelig at det piezoelektriske innstillingselement inntar en veldefinert posisjon. Dette 4can ikke oppnås på tilfredsstillende måte bare ved å anvende en referansespenning f.eks. null volt_, over det piezoelektriske element, fordi som følge av hysterese er posisjonen også bestemt av størrelsen og polariteten av spenningen- over det piezoelektriske element og
posisjonen av elementet umiddelbart før spenningen påtrykkes
med referanseverdi.
En utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen har
vist seg å være særlig egnet for å løse dette problem ved at den første koplingsinnretningen har utganger som er forbundet med den første, andre, tredje og fjerde styreinngang på sådan måte at den første og tredje transistor er ledende og sperres samtidig og at den andre og fjerde transistor er ledende og sperres samtidig, at den første koplingsinnretning er innrettet slik at i en første tilstand har utgangene lav utgangsimpedans og kan levere styresignaler til den første, andre, tredje og fjerde inngang, og at i en andre tilstand har utgangene høy utgangsimpedans, slik at utgangene følger spenningen på den første,
andre, tredje og fjerde inngang, idet basisen i den første og andre transistor er forbundet med kollektoren i den andre resp.
fjerde transistor i degeherativ henseende, og basisen i den tredje og fjerde transistor er forbundet med en første resp. en andre spenning via en første resp. andre motstand på sådan måte at når utgangene fra den første koplingsinnretning befinner seg i den'andre tilstand, er den tredje og fjerde transistor led-
ende, og at det er anordnet en andre innretning som bevirker at matespenningen mellom midtuttaket på primærviklingen og et punkt som er forbundet med den side av strømkilden som er lengst' fra emitteren i den'førsté og andre transistor, for å minske som funksjon av tiden når utgangen fra den første koplingsinnretning befinner seg i den andre tilstand.
I det øyeblikk utgangene fra den første innretning
blir flytende, blir den tredje og fjerde transistor ledende og kapasiteten i piezoelementet lades ut. Samtidig vil kryssvis negativ tilbakekopling mellom kollektorene og basisene i den første og andre transistor bli aktiv, slik at de to transistorer starter sin virkning som multivibratorer med transformatoren og kapasiteten i det piezoelektriske element som resonanskrets. Matespenningen som avtar som funksjon av tiden bevirker at
amplituden av denne svingning avtar med tiden og det piezo-
elektriske element inntar en veldefinert hvilestilling når svingningen'har opphørt.
Når det gjelder hjelpemidler for å bevirke at matespenningen avtar som funksjon av tiden, kan den andre koplingsinnretning omfatte en bufferkondensator for matespenningen og en matebryter for å kople ut en matekilde fra kondensatoren når utgangene i den første koplingsinnretning befinner seg i den andre tilstand.
Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene.
Pig. 1 viser et blokkskjema for en innretning for frembringelse av pulsformede styresignaler for anordningen ifølge oppfinnelsen.
Pig. 2 viser bølgeformer som opptrer ved drift av innretningen på fig. 1.
Pig. 3 viser et koplingsskjerna for en foretrukket utførelsesform av en anordning ifølge, oppfinnelsen.
Pig. 4 viser skjematisk basiskonstruksjonen for et piezoelektrisk innstillingselement. Fig. 5 viser bølgeformer for driften av anordningen på fig. 3-
Fig. 6 viser et koplingsskjema for en innretning
for å bringe et piezoelektrisk innstillingselement til hvilestilling .
Fig. 7 viser en signalbølgeform for driften av innretningen på fig. 6. Fig. 8 viser et praktisk utførelseseksempel på en anordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 9 viser en integrert krets for overføring av styresignaler i anordningen på fig. 8.
- Fig. 1 viser en innretning som leverer pulsformede signaler som eret mål for faseforskjellen mellom to signaler. Denne innretning kan anvendes i forbindelse med en foretrukket utførelsesform av en forsterker for styring av et piezoelektrisk element. Ved denne utførelse anvendes innretningen for styring av posisjonen av et avlesningshode 2 i forhold til et signal som er opptegnet på en opptegningsbærer 1 i form av et bånd (asimutstyring). Når hodets spalte ikke er orientert i forhold til det opptegnede signal, dvs .•orientert slik i forhold til båndet at det ikke er parallelt med spalten i hodet ved hjelp av hvilket signalet er opptegnet, vil det karakteristiske ved signalet som overføres fra opptegningshodet via iåndet til avlesningshodet bli påvirket uheldig»
For å styre posisjonen av avlesningshodet 2 i forhold til signalet som er opptegnet på båndet 1, er spaiten i opptegningshodet 2 delt i to deler 3 og h med hver sin spole som ikke er vist og som leverer et signal resp. S^. Disse signaler er vist på fig. 2a og 2b og i foreliggende eksempel er faseforskjeller med forskjellig polaritet vist på tids-punktene t1 og t5< Signalene S1 og S2 tilføres en krets 5 resp. 6 som filtrerer signalene S, og S2 f.eks. for å minske innvirk-ningen av støy3 og disse kretser leverer et utgangssignal S-, resp. S^ som har firkantform og er synkronisert med nullgjennom-gangene for signalene S^ og S2. Firkantsignalene kan f.eks. oppnås ved at signalene S^ og S2 tilføres en begrensningsfor-sterker. Signalene S^ og S^ er vist på fig. 2c resp. 2d. Signalene S^ og S^ tilføres hver sin krets 7 resp. 8 som leverer pulser med konstant og lik varighet synkront med de positive nullgjennomganger for signalene S^ og S^ dvs. også synkront med de positive nullgjennomganger for signalet S^ og • Kretsene 7 og 8 kan f.eks. være monostabile multivibratorer eller tellere. 'Fig. 2e og fig. 2f viser disse signaler. Via invertere 9 og 10 inverteres signalene S,_ og Sg. Disse inverterte signaler S? og Sg er vist på fig. 2g resp. 2h. Signalene S y og Sg tilføres innganger 13 og 15 i en flip-flop-krets 11 resp. 12 mens signalene Sg og S^ tilføres innganger 14 og 15 i flip-flop-kretsen 11 resp. 12. Flip-flop-kretsene 11 og 12 er av en art hvor signalene Sg og S10, dvs. fig. 2i resp. 2j, på utgangen 17 resp. 18 har lavt potensial hvis signalene Sg og S
på inngangene l<l>\ og 15 har lavt potensial og som endrer tilstand ved den forreste flanke av signalene S y og Sg på inngangene 13 og 15 forutsatt at signalene Sg og S^ på inngangene l*t og 16 har høyt potensial. Inverterne 9 og 10 kan sløyfes hvis flip-flop-kretsene 11 og 12- anvendes for omkopling ved de negative flanker av signalene på utgangene 13 og 15- Fig. 2i viser at utgangs signalet Sg ikke endres ved den positive flanke av signalet S på tidspunktet t^ fordi på dette tidspunkt har signalet Sg lavt potensial. På tidspunktet t., endres dette signal Sg ;fra lavt til høyt potensial ved den positive flanke av signalet S ? på dette tidspunkt og tilbake fra høyt potensial til lavt potensial på tidspunktet t^ når signalet Sg får lavt potensial igjen. På denne måte vil e'n puls med en varighet svarende til ;faseforskjellen mellom signalene S^ og S-p opptre på utgangen 17 og denne puls opptrer bare hvis signalet S, opptrer før signalet S2. På samme måte vil en slik puls opptre på utgangen 18 men bare hvis signalet S^ opptrer etter signalet S^. Således vil innretningen på fig. 1 levere pulser som er et mål for fasefor-skj ellen mellom signalene S^ og S2 og således for uriktig posisjon av hodet 2 i forhold til det opptegnede signal. Innretningen på fig. 1 er beskrevet generelt og mere detaljert i den nevnte samtidig innleverte patentsøknad. ;Pig. 3 viser en anordning for omforming av utgangs-signalet fra innretningen på fig. 1 til en spenning over et kapasitiyt element 29 i et piezoelektrisk element for innstilling av hodet 2. ;Et eksempel på et. slikt piezoelektrisk element er vist på fig. 4 og består av to sjikt piezoelektrisk materiale 33 og 34 som ved påtrykk av et elektrisk felt i motsatte retninger endrer lengde slik at det opptrer en bøyning. Sjiktene 33 og 34 er anordnet på et felles ledende sjikt 35 og er forsynt med elektroder 36 og 37 på de andre sider, og disse elektroder er forbundet med klemmer 30 og 31. Elektrisk sett har piezoelementene en kapasitet 29 mellom klemmene 30 og 31. ;Anordningen på fig. 3 omfatter en transformator ;20 med en primærvikling som består av to halvdeler 21 og 22 og ;nar et midtuttak til en mateklemme 23, og en sekundærvikling ;24. Piezoelementet 29 i serie med to parallelle brytere 26 og ;27 er forbundet parallelt med sekundærviklingen 24 mens ;primærviklingen 21,22 er forbundet med en strømkilde 32 via brytere 25 og; 28. Bryterne 25 og 26 betjenes av signalet Sg på utgangen av innretningen 19 som f.eks. er vist på fig. 1, og bryterne 27 og 28 er betjent av signalet S1Q fra utgangen 18. ;For å illustrere virkemåten av anordningen på fig. 3, viser fig. 5a f.eks. signalet Sg, fig. 5b viser signalet S1Q;og fig. 5c viser spenningen som opptrer over piezoelementet 29 som følge av signa-lene Sg og S1Q. ;På tidspunktet tQ på fig. 5 opptrer en spenning VQ over piezoelementet 29. Hvis, på tidspunktet t.^ en puls opp-trer på utgangen 17, sluttes bryterne 25 og 26 -og strømmen I ;fra kilden 32 flyter til mateklemmen 23. Denne strøm transformeres til sekundærviklingen 2 4 og via bryteren 26 lades kapasi- ;teten i piezoelementet 29. Hvis det flyter en sekundærstrøm. Iq og hvis verdien av kapasiteten 29 er C og varigheten av pulsen T, vil spenningen over piezoelementet øke med verdien ;hvis f.eks. dV - 4V, T = IO<-6> sek., I = 10 mA og C = 2.5 . 10~<9> F. På tidspunktet t^ opphører pulsen i signalet Sg og bryterne 25 og 26 brytes slik at ladningen av kapasiteten 29 avbrytes. Etter hver ytterligere puls i signalet Sg øker spenningen S^ over kapasiteten 29 ytterligere. Hvis det på tidspunktet t^ opp-trer en puls i signalet S^q, sluttes bryterne 27 og 28. En strøm I flyter da i primærviklingen 21 og transformeres til sekundærviklingen 24 og utlader kapasiteten 29 via bryteren 27 inntil tidspunktet t^ da pulsen i signalet ;S1Q opphører og' bryterne 27 og 28 brytes. Ytterligere pulser i signalet utlader kapasiteten 29 ytterligere. ;Anordningen på fig. 3 er ikke bare egnet for å mate et piezoelement 29 som har en kapasitet, med en forholdsvis høy styrespenning ved en pulserende ladning og utladning uten at det er nødvendig med en forholdsvis høy matespenning. F. eks', kan midtuttakét på transformatoren sløyfes hvis f. eks. strømretningen i primær resp. sekundærviklingen vendes ved kommutering avhengig av om pulsen opptrer på utgangen 17 eller 18. Det er alternativt mulig å tilføres ladningspulsene til kapasiteten ved hjelp av en selvinduksjon' og brytere eller likerettere på'sådan måte at spenningen over kapasiteten i vesentlig grad kan overskride den til rådighet stående matespenning. Anvendelsen av en strømkilde er heller ikke nød-vendig. Det er alternativt mulig å anvende en spenningskilde i serie med en lademotstand. Videre kan en enkelt bryter på sekundærsiden anvendes i stedet for to brytere 26 og 27 forutsatt at bryteren styres både av signalet S og signalet S,n. Det er alternativt mulig å anvende en transformator med midtuttak på sekundærviklingen og med piezoelementet forbundet med midtuttakét og den ene eller den andre ende av sekundærvik- ' lingen via en bryter som styres av styresignalene. ;Det kan opptre situasjoner hvor innretningen 19 ikke leverer signaler f.eks. i anordningen på fig. 1 når hodet 2 anvendes som opptegningshode og ikke gjengir signaler. I et slikt tilfelle kan det være ønskelig å sikre at det piezoelektriske element inntar en hvile eller referansestilling f.eks. ved å fjerne spenningen over elementet eller ved å tilføre en referansespenning over elementet. Et piezoelektrisk element f.eks. i en transportmekanisme har imidlertid hysterese og hvileposisjonen ved den nevnte referansespenning er avhengig av den siste energiseringstilstand og er følgelig ikke veldefinert. En løsning på dette problem er å sørge for at spenningen over piezoelementet tilveiebringer symmetrisk svingning om den ønskede referansespenning ved en frekvens under resonansfrekvensen for elementet og med en amplitude som avtar til null. Dette kan f.eks. oppnås ved å anvende piezoelementet som kapasitet i en resonanskrets som styres av en multivibrator som igjen energiseres med en spenning som avtar som funksjon av tiden. Fig. 6 viser en multivibrator som omfatter to transistorer 40 og 41 med felles emittermotstand 46 og kryssvis negativ tilbakekopling mellom kollektor og basis via motstandene 42,43 og 44,45. Piezoelementet 29 er lagt inn mellom kollektorelektrodene i de to transistorer og sammen med selvinduksjonene 38 og 39 i kollektorkretsene dannes en resonanskrets. Kollektorene i de to transistorer er forbundet med mateklemmen 49 via selvinduksjonene 38 og 39 og bryterne 48. En matespennings bufferkondensator 47 er forbundet parallelt med multivibratoren^ Fig. 7 viser spenningen S, , over piezoelementet 29 som funksjon av tiden. Til å begynne med opptrer en spenning VQ over piezoelementet. På tidspunktet tg starter multivibratoren f.eks.ved innføring av piezoelementet i resonans-kretsen eller ved å aktivisere den kryssvise negative tilbakekopling. I samme øyeblikk brytes bryteren 48. Etter tidspunktet tg blir piezoelementet 29 utladet via de lavohmige selvinduksjoner 38,39 slik at den midlere spenning over piezoelementet avtar- meget hurtig fra en begynnelsesspenning VQ til en ref eransespenning V som på fig^. 6 f.eks. er 0 volt, slik at svingningen er symmetrisk i forhold til referanse-spenningeru Hvis spenningen som svarer til begynnelsesspen-ningen VQ ikke utlades hurtig nok, kan symmetrisk svingning oppnås ved å begrense spenningen over piezoelementet symmetrisk i forhold til referansespenningen, f.eks. ved hjelp av zenerdioder. Svingespenningen over piezoelementet avtar i amplitude som funksjon av tiden, fordi multivibratoren energiseres fra bufferkondensatoren 47 etter at bryteren 48 er brutt. Sluttelig vil spenningen over piezoelementet bli lik Vp og piezoelementet vil innta en veldefinert romposisjon svarende til spenningen V , idet hysterese-virkningen elimineres av svingningen. Ved manglende svingning vil romposisjonen av piezoelementet etter utladningen til spenningen V^ være avhengig av verdien og polariteten av spenningen Vq som følge av hysterese-virkningen. ;Innretningen på fig. 6 er ikke den eneste mulighet for å frembringe en svingning som avtar som funksjon av tiden. ;I stedet for en multivibrator kan mange svingende kretser anvendes. Svingningens amplitude kan også bringes til å avta på forskjellig måte f.eks. ved hjelp av en variabel begrenser eller en variabel utgangsforsterker. ;Pig. 8 viser en praktisk eksempel på en anordning ifølge fig. 3 hvor prinsippet ifølge fig. 6. kan anvendes. Bryterne 25 og 28 har form av transistorer 41 og 40 hvis kollektorer er forbundet med den ene halvdel 21 resp. den andre halvdel 22 av primærviklingen i transformatoren 20. Midtuttakét i primærviklingen er forbundet med mateklemmen 49 som har en spenning V^. Emitteren i transistorene 40 og 41 er forbundet med strømkilden 32 som omfatter en transistor 56 med en emittermotstand 57 og har en basisreferansespenning på +5 V fra en likespenningskilde via en spenningsdeler som består av motstandene 58,59 og 60. Basisen.i transistorene 40 og 41 er forbundet med styreinnganger 52 resp. 53 via motstander 64 resp. 65 og med den negative mateklemme som i foreliggende tilfelle representerer jord via en motstand 43 resp. 45. ;Hvis spenningen på inngangen 53 er høy og på inngangen 52 lav, vil transistoren 41 lede strømmen I fra strøm-kilden' 32 til halvdelen 21 av primærviklingen på transformatoren 20 og hvis spenningen på inngangen 53 er lav og spenningen på inngangen 52 er høy, vil transistoren 40 lede strømmen I til halvdelen 22 av primærviklingen. Ved tilførsel av signalene Sg og S1Q til styreinngangene 53 og 52, vil denne del av kretsen på fig. 8 virke på lignende måte som primærdelen på anordningen ifølge fig. 3. ;Sekundærviklingen 24 på transformatoren 20 er forbundet med en mateklemme + 5V både via bryteren 26 og 27 og via piezoelementet 29. Bryterne 26 og 27 omfatter en npn-transistor 78 og en pnp-transistor 79 som med sin emitter er forbundet med matepunktet +5V. Por beskyttelse mot omvendt drift er kollektorkretsene i transistorene 78 og 79 forsynt med dioder 117 og 118. 'Serieforbindelsen av to zenerdioder 100 og 101 med motsatt lederetning ligger parallelt med sekundærviklingen for å beskytte mot for høye spenninger. Basiselektroden i transistorene 78 og 79 er forbundet med en styreinngang 50 resp. 51 via en motstand 80 resp. 83. Hvis spenningen på styreinngangene 50 og 51 er høy, vil transistoren 78 overføre strømmen som frembringes i sekundærviklingen 24 ;og hvis spenningen på styreinngangene 50 og 51 er lav, vil transistoren 79 overføre strømmen i motsatt retning. Hvis signalet Sg og det inverterte signal S^q dvs. S1Q, tilføres styreinngangen 50 resp. 51, vil driften av sekundærdelen være identisk med driften av sekundærdelen i kretsen på fig. 3. ;Da kvaliteten av kapasiteten i piezoelementer enkelte ganger er dårlig, har slike elementer ofte en forholdsvis stor lekkasjemotstand og det kan være ønskelig f.eks. for å øke RC-tidskonstanten å anordne en kondensator 109 parallelt med piezoelementet 29'. Dette kan være en permanent forbindelse som vist på fig. 8, men kan også koples inn ved hjelp av brytere. ;For å sikre at kretsen på fig. 8 arbeider som beskrevet under henvisning til fig. 6 og 7, er det anordnet motstander 42 og 44 mellom inngangene 52 og 53 og kollektoren i transistorene -41 resp. 40 og motstander 81 og 82 mellom inngangene 50 og 51 og mateklemmen 49, resp. jord. ;Når inngangene 50,51^52 og 53 påtrykkes signaler ;Sg-, S1Q og S1(y, vil motstandene 42,44,81 og 82 ikke påvirke driften av kretsen. Men hvis disse innganger blir flytende, vil transistorene 78 og 79 -bli ledende slik at kapasiteten i piezoelementet 29 utlades via transformatoren og via transistorene 42 og 44 blir kryssvis negativ tilbakekopling aktiv mellom basis og kollektor i transistorene 04 og 41, slik at hver transistor arbeider som en multivibrator med transformert kapasitet for piezoelementer 29 og selvinduksjonen i transformatoren 20 som resonanskrets. Kretsen vil da opptre på samme måte som kretsen på fig. 6. Zenerdiodene 100 og 101 begrenser da amplituden av svingningene til verdier som er symmetriske om 0 V på sekundærsiden. ;Por å sikre at amplituden av svingningene avtar som funksjon av tiden, er det som beskrevet under henvisning til fig. 6 anordnet en bufferkondensator 47 og en bryter 48. Bryteren 48 omfatter en pnp-transistor 71 hvis emitter er forbundet med den positive mateklemme 49 og med basisen via en motstand 72. Basisen i motstanden 71 er videre forbundet med styreinngangen 55 via en motstand 75- ;Hvis spenningen på styreinngangen 55 er lav, er transistoren 71 ledende og primærdelen av kretsen energiseres med spenningen V, som da opptrer på bufferkondensatoren 47. Når inngen 55 samtidig med inngangene 50,51,52 og 53 blir flytende, sperres transistoren 71 og primærdelen av kretsen energiseres fra bufferkondensatoren 47, slik at amplituden av svingningene vil avta som funksjon av tiden. ;Por ny start av svingningene er det anordnet en trykknappbryter 77 mellom basisen i transistoren 71 og jord. Betjening av denne bryter bevirker at transistoren 71 blir ledende så lenge trykknappen trykkes inn slik at bufferkondensatoren 47 lades igjen. På fig. 8 er en pulsformer forbundet med trykknappbryteren 77 for å sikre at transistoren 7.1 starter uavhengig av den tid trykknappen er trykket inn. Por dette formål er et RC-nettverk bestående av motstanden 114 og kondensatoren 115 anordnet mellom bryteren 77 og basisen 1 transistoren 71 og en motstand 116 er anordnet mellom bryteren 77 og mateklemmen 49. ;Hvis bryteren .77 er. brutt, og utgangen 55-er flytende, vil spenningen over.kondensatoren 115 være.null volt. Når bryteren 77 er sluttet, vil basisen i transistoren 71 få null volt og transistoren 71 blir ledende. Samtidig vil kondensatoren 115 bli ladet via motstanden 114, slik at etter en best.emt tid som er bestemt av tidskonstanten for RC-nettverket 114,115, blir transistoren 71 sperret. ;For anvendelse i en kassettspiller kan bryteren -77 f.eks. betjenes samtidig med opptegningsbryteren, slik at hvis ingen avspilling finner sted etter at apparatet er koplet inn vil piezoelementet bli bragt i hviletilstand. ;Pig. 9 viser et eksempel på tilførsel av signaler ;til inngangene 50,51j52,53 og 55 i kretsen på fig. 8. Det anvendes her en logisk krets 110 som overfører signalene på inngangene til lavohmige utganger med mulighet for å gjøre utgangene flytende (høyohmige). ;Hvis spenningen på inngangene Eg på fig. 9 er høy, vil signalene på utgangene ZQ, Z^, Z2 og Z^ svare til signalene på inngangene IQ, 1^, 1^ °S lj> °S utgangene Z0,Z<*>1,Z2 og er den inverse av signalene på inngangen<e><Ig>,I^,I2 og 1^. Hvis spenningen på inngangen EQ er lav, vil utgangene Zq, Z1,Z2,Z-j, 0' ^l'^2°^ ^3 være flytende.
Por å sikre at kretsen på fig. 8 arbeider som beskrevet er styreinngangene 50,51,52,53 og 55 forbundet med utgangene Z^, Z2, Z2, Z-^ resp. ZQ. Signalet S1Q tilføres inngangene I2 og signalet Sg tilføres inngangene 1^ og 1^. Inngangen IQ
er forbundet med jord (lav)og inngangen EQ med en bryter 111 som enten danner forbindelse med mord eller med den positive mateklemme V, .
Hvis inngangen Eg er forbundet med mateklemmen', svarer signalene på styreinngangene 50,51,52 og 53 til signalene <Sg>,<S>"10,S10 resp. Sg. Styreinngangen 55 er lav, slik at kretsen på fig. 8 arbeider som beskrevet ovenfor med innkoplet bryter 48.
Når venderen 111 legges om slik at inngangen Eg' er forbundet med jord, er bryteren 48 brutt og kretsen vil svinge med avtagende amplitude. Kretsen på fig. 8 og 9 har følgende data for komponentene:

Claims (7)

1. Anordning for tilførsel av en styrespenning (S1;L) til et piezoelektrisk innstillingselement (29), særlig for innstilling av et opptegnings- og/eller gjengivelseselement (2) i forhold til et informasjonsspor, hvor anordningen også innbefatter selve det piezoelektriske innstillingselementet, karakterisert ved en første innretning (19) for å frembringe pulsformede styresignaler (Sg, S1Q). en ladekilde (32) og en koplingsinnretning (25,26,27,28) som er koplet med den første innretningen (19) og ladekilden (32) for å bevirke at en elektrisk ladning strømmer fra og til det piezoelektriske elementet (29) under styring av den første innretningen (19).
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en transformator (20) med en primær-(21,22) og en sekundærkrets (24), at koplingsinnretningen omfatter en første og en andre koplingsinnretning, at det piezoelektriske elementet (29) i serie med den første, koplingsinnretningen (26,27) ligger i transformatorens (20) . sekundærkrets (24), og at ladekilden (32) ligger i transformatorens (20) primærkrets via den 'andre koplingsinretningen (25,28), slik at ved styring fra den første innretningen (19) kan strømpulser flyte i sekundærkretsen (24) i begge retninger og at ved manglende styring brytes sekundærkretsen.
3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den andre koplingsinnretningen omfatter en første (25) og en andre (28) bryter og at transformatoren (20) har en primærvikling (21,22) med midtuttak som er forbundet med en første mateklemme (23), at ladekilden omfatter en strømkilde (32) som er forbundet med en ende av primærviklingen via den første bryteren (25) og den andre ende av primærviklingen er forbundet med strømkilden via den andre bryteren (28).
4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at den første bryteren er dannet av en første transistor (41) av en første ledningsevnetype hvis emitter er forbundet med strømkilden, hvis kollektor er forbundet med én ende av primærviklingen og basisen er forbundet med en første styreinngang (53), og at den andre bryteren er dannet av en andre transistor (40) av den første ledningsevnetypen hvis emitter er forbundet med strømkilden, hvis kollektor er forbundet med den andre ende av primærviklingen, og hvis basis er forbundet med en andre styreinngang (52).
5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den første koplingsinnretningen omfatter en tredje transistor (78) av den første ledningsevnetype og en fjerde transistor.(79) av en andre ledningsevnetype hvis emitter er forbundet med en mateklemme, hvis kollektorer er forbundet med mateklemmer via sekundærkretsen, at basisen i den tredje transistor er forbundet med en tredje styreinngang (50), og at basisen i den fjerde transistor er forbundet med en fjerde styreinngang (51).
6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at den første koplingsinnretning (19) har utganger (17,18) som er forbundet med den første, andre, tredje og fjerde styreinngang på sådan måte at den første og tredje transistor er ledende og sperret samtidig, og at den andre og fjerde transistor er ledende og sperret samtidig, at den første koplingsinnretningen er innrettet slik at i en første tilstand har utgangene lav utgangsimpedans og kan levere styresignaler til den første, andre, tredje og fjerde inngang, og at i en andre tilstand har utgangene høy utgangsimpedans, slik at utgangene følger spenningen på den første, andre, tredje og fjerde inngang, idet basisen i den første (41) og andre (40) transistor er forbundet med kollektoren i den andre resp. fjerde transistor i degenerativ henseende, og basisen i den tredje (78) og fjerde (79) transistor er forbundet med en første (49) resp. et andre potensial(jord) via en første (81) resp. andre (82) motstand på sådan måte at når utgangene fra den første koplingsinnretning befinner seg i den andre tilstand, er den tredje og fjerde transistor ledende, og at -det er anordnet en andre Innretning (47,48) som bevirker at matespenningen mellom midtuttakét (113) på primærviklingen og et punkt som er forbundet med den side av strømkilden som er lengst fra emittéren i den første -(41) og andre (42) transistor., for å minske som funksjon av tiden når utgangen fra den første koplingsinnretningen (19) -befinner seg i den andre tilstand.
7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at den andre koplingsinnretningen omfatter en bufferkondensator (47) for matespenningen og en matebryter (48) for å kople ut en matekilde fra kondensatoren når utgangene i den første koplingsinnretningen (19) befinner seg i den andre til-standen .
NO791746A 1978-05-29 1979-05-28 Anordning for tilfoersel av styrespenning over et piezoelektrisk innstillingselement NO150375C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7805804A NL7805804A (nl) 1978-05-29 1978-05-29 Inrichting voor het aanleggen van een stuurspanning over een pieezo-elektrisch positioneringselement.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO791746L NO791746L (no) 1979-11-30
NO150375B true NO150375B (no) 1984-06-25
NO150375C NO150375C (no) 1984-10-03

Family

ID=19830936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO791746A NO150375C (no) 1978-05-29 1979-05-28 Anordning for tilfoersel av styrespenning over et piezoelektrisk innstillingselement

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4258282A (no)
JP (1) JPS54156514A (no)
AT (1) AT364548B (no)
AU (1) AU524065B2 (no)
BE (1) BE876590A (no)
CA (1) CA1132230A (no)
CH (1) CH649643A5 (no)
DE (1) DE2921132C2 (no)
ES (1) ES480910A1 (no)
FR (1) FR2427661A1 (no)
GB (1) GB2022901B (no)
IT (1) IT1118701B (no)
NL (1) NL7805804A (no)
NO (1) NO150375C (no)
NZ (1) NZ190546A (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2918259A1 (de) * 1979-05-07 1980-11-20 Sony Corp Verfahren und vorrichtung zum beseitigen der remanenten auslenkung in einer piezokeramischen kopfhalterung eines video-rekorders
US4323998A (en) * 1980-08-21 1982-04-06 Rca Corporation Video disc locked groove corrector
DE3048632A1 (de) * 1980-12-23 1982-07-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung fuer piezoelektrisches stellglied und dergleichen
DE3048631A1 (de) * 1980-12-23 1982-07-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Stellglied mit piezokeramischem koerper
JPS58130427A (ja) * 1982-01-29 1983-08-03 Hitachi Ltd 磁気記録再生装置
AT379269B (de) * 1982-05-13 1985-12-10 Philips Nv Schaltungsanordnung zur erzeugung einer steuerspannung fuer ein piezoelektrisches element einer positionierungseinrichtung
US4577302A (en) * 1983-03-14 1986-03-18 Dolby Laboratories Licensing Corporation Apparatus for reproducing motion picture film photographic sound-tracks to correct reproduction errors and reduce noise
JPS60237869A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Nippon Soken Inc 圧電素子駆動装置
JPH02253554A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Sumitomo Cement Co Ltd 紫外線遮蔽ランプ及びその製法
US5430341A (en) * 1992-09-28 1995-07-04 Summer; Steven Miniaturized power supply for an electroactive actuator
CH687115B5 (fr) * 1994-11-08 1997-03-27 Smh Management Services Ag Circuit de commande d'un vibreur piezo-electrique.
US5691592A (en) * 1995-09-14 1997-11-25 Motorola, Inc. Actuator drive and energy recovery system
FR2801644B1 (fr) * 1999-11-29 2002-06-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de commande de l'alimentation electrique d'un actionneur d'un injecteur de carburant dans un cylindre de moteur de vehicule

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2938962A (en) * 1955-07-12 1960-05-31 Konins Azimuth seeking reproducing head
US2937239A (en) * 1956-02-13 1960-05-17 Gen Electric Skew servo for multiple channel recording system
US3296467A (en) * 1964-04-20 1967-01-03 Gordon L Locher Micrometric linear actuator
GB1193503A (en) * 1967-03-10 1970-06-03 Int Computers Ltd Actuators
US3551764A (en) * 1969-02-28 1970-12-29 Lockheed Aircraft Corp Piezoelectric linear actuator
US3678220A (en) * 1971-05-26 1972-07-18 Ibm Angulated positioning marks for moving web
US3900888A (en) * 1972-10-03 1975-08-19 Nakamichi Research Process for detecting and adjusting a vertical orientation of magnetic heads and apparatus therefor
US3919934A (en) * 1973-05-14 1975-11-18 Burroughs Corp Power minimization for electrostrictive actuated printers
GB1465904A (en) * 1973-06-28 1977-03-02 Cav Ltd Control circuits
DE2344065C2 (de) * 1973-08-31 1975-10-30 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zum Betätigen von punkterzeugenden Druckelementen in einem Mosaikdruckkopf
US4093885A (en) * 1976-03-19 1978-06-06 Ampex Corporation Transducer assembly vibration sensor
US4055849A (en) * 1976-04-15 1977-10-25 Eastman Kodak Company Magnetic head positioning and playback apparatus utilizing a split head for self-tracking and selective reproduction
US4099211A (en) * 1976-09-13 1978-07-04 Ampex Corporation Positionable transducing mounting structure and driving system therefor
US4099876A (en) * 1977-03-14 1978-07-11 Rockwell International Corporation Phase-coded control for ring laser gyro

Also Published As

Publication number Publication date
AT364548B (de) 1981-10-27
IT1118701B (it) 1986-03-03
FR2427661A1 (fr) 1979-12-28
NZ190546A (en) 1982-03-16
ATA392479A (de) 1981-03-15
CH649643A5 (de) 1985-05-31
NO791746L (no) 1979-11-30
FR2427661B1 (no) 1985-02-15
NO150375C (no) 1984-10-03
GB2022901B (en) 1982-11-17
DE2921132A1 (de) 1979-12-06
JPS54156514A (en) 1979-12-10
US4258282A (en) 1981-03-24
BE876590A (fr) 1979-11-28
JPS6338767B2 (no) 1988-08-02
IT7968131A0 (it) 1979-05-25
AU4735479A (en) 1979-12-06
GB2022901A (en) 1979-12-19
DE2921132C2 (de) 1987-03-19
ES480910A1 (es) 1980-01-01
NL7805804A (nl) 1979-12-03
CA1132230A (en) 1982-09-21
AU524065B2 (en) 1982-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO150375B (no) Anordning for tilfoersel av styrespenning over et piezoelektrisk innstillingselement
JPS5832538B2 (ja) 分離型の半導体ゲ−ト制御回路
US2877451A (en) Diode switching circuits
TW325559B (en) Arrangement comprising a magnetic write head, and write amplifier with capacitive feed-forward compensation
US3437833A (en) Signal pulse shaper
NO150898B (no) Anordning for styring av et piezoelektrisk innstillingselement
EP0749227B1 (en) Transmission using pulse position coding
US2900215A (en) Transistor record driver
US3204172A (en) Semiconductor controlled rectifier circuits
GB730165A (en) Improvements in or relating to magnetic storage devices
US2804547A (en) D. c. to a. c. converter
GB740952A (en) Improvements in magnetic core storage devices
US3983321A (en) Switching circuit utilizing a base storage characteristics of a transistor for use in a facsimile transceiver and the like
US3148286A (en) Neutral to neutral or polar to polar solid state relay deriving all its power from the input signals
GB966438A (en) Improvements in or relating to magnetic transducing systems
US3163804A (en) Circuit for driving a center tapped head winding
US3032663A (en) Pulse generator
US2928049A (en) Transistor amplifier circuit
US3538347A (en) Expandable clamp circuit
US3492502A (en) Bi-directional capacitive load driver
GB1253670A (en) Pulse width modulated amplifier
GB1147423A (en) Improvements in or relating to electroacoustic transducing apparatus
US3117235A (en) Self-pulsing magnetic amplifier
US3421072A (en) Mechanically simulating electronic signal chopper
US2979699A (en) Electronic switching network