PL56167B1 - - Google Patents

Description

56167 KI. 21 g. 4/07 MKP H 03 C J|oo Opublikowano: 25. IX. 1968 ilftllOTEKA UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Henryk Jusinski, inz. Jan Strzalkow¬ ski, dr Wlodzimierz Szulakowski, inz. Zdzislaw Szymanski Wlasciciel patentu: Zjednoczone Zaklady Elektronicznej Aparatury Po¬ miarowej „ELPO" (Zaklad doswiadczalny „EURE¬ KA"), Warszawa (Polska) Elektromagnetyczny modulator wiazki promieni fal elektromagnetycznych Wynalazek dotyczy elektromagnetycznego modu¬ latora wiazki promieni fal elektromagnetycznych, a w szczególnosci promieni swiatla nadfioletowego, widzialnego, podczerwonego oraz najkrótszych fal radiowych, które mozna traktowac jak wiazke pro¬ mieni.W technice modulacji fal elektromagnetycznych powszechnie stosuje sie urzadzenia z diafragma po¬ ruszana przy pomocy silniczka elektrycznego lub dzwigni elektromagnesu. We wspomnianych urza¬ dzeniach diafragma bezposrednio przeslania wiaz¬ ke promieni w takt zmiany jej polozenia. Porusza¬ nie diafragmy zarówno silniczkiem elektrycznym jak i dzwignia elektromagnesu obarcza duzymi ble¬ dami wspomniane urzadzenia.Sa to najslabsze elementy urzadzen tego typu, zazwyczaj o ograniczonej trwalosci i niezawodnos¬ ci, powodujace obnizenie sprawnosci calego syste¬ mu nadawczo-odbiorczego.Druga wada dotychczas stosowanych urzadzen jest to, ze elementów tych nie mozna stosowac w przypadku modulacji wiazki fal elektromagnetycz¬ nych w odbiorniku systemu nadawczo-odbiorczego, zwlaszcza w technice slabych sygnalów tzn., kiedy poziom sygnalu jest porównywalny lub nawet niz¬ szy niz poziom zaklócen. W tym przypadku jest rze¬ cza trudna, oddzielenie sygnalu uzytecznego od wlasnych szumów urzadzenia oraz od zewnetrznych zaklócen wystepujacych na trasie nadajnik-odbior- nik.Celem wynalazku jest usuniecie wad wystepu¬ jacych w dotychczas stosowanych urzadzeniach modulacji fal elektromagnetycznych.Aby osiagnac ten cel wytyczono sobie zadanie 5 opracowania modulatora eliminujacego szumy wla¬ sne systemu nadawczo-odbiorczego do minimum i zapewniajacego stabilna prace elementu modulu¬ jacego wiazke promieni.Zgodnie z wytyczonym zadaniem skonstruowa- 10 no modulator, który sklada sie z przetwornika, wzmacniacza pradu przemiennego, elektromagne¬ su, preta ferromagnetycznego umieszczonego na drodze wiazki fal elektromagnetycznych oraz ukla¬ du zasilania. Drgania preta ferromagnetycznego 15 przetwarzane sa przez przetwornik na sygnal elek¬ tryczny sterujacy wzmacniacz pradu przemienne^ go. W obwód wyjsciowy wzmacniacza wlaczono uzwojenie elektromagnesu, który pobudza pret fer¬ romagnetyczny do mechanicznego rezonansu po- 20 wodujac powstanie na nim stojacych fal poprzecz¬ nych.W ten sposób zamyka sie obwód sprzezenia zwrotnego tworzac generator o czestotliwosci rów¬ nej czestotliwosci mechanicznego rezonansu preta. 25 Czestotliwosc drgan preta ferromagnetycznego jest czestotliwoscia modulujaca wiazke fal elektroma¬ gnetycznych. Czestotliwosc ta jest proporcjonalna do wartosci momentu kierujacego przypadajacej na jednostke biezaca dlugosci preta, do wartosci mo- 30 mentu bezwladnosci przypadajacej na te jednostke, 5616736107 3 do predkosci rozchodzenia sie fali poprzecznej na precie i do dlugosci preta. Przy uwzglednieniu po¬ wyzszych czynników spelniona jest zaleznosc: f=kj/f=£(n + l) gdzie f — czestotliwosc drgan preta k — wspólczynnik proporcjonalnosci 10 4 — moment kierujacy na jednostke biezaca dlu¬ gosci preta . H — moment bezwladnosci na jednostke biezaca dlugosci preta v —|predkosc-rozchodzenia sie fali poprzecznej na 15 precie 1 — —- dlugosci fali preta n — #^ &.*«**«* Zaleznosc na (f) spelnia optymalne warunki pra- 20 cy modulatora fal elektromagnetycznych.Odpowiednia konfiguracja wzmacniacza pradu przemiennego umozliwia prace modulatora a n-tej harmonicznej przebiegu podstawowego, jakim jest czestotliwosc mechanicznego rezonansu preta. Mo- 25 dulacja wiazki fal elektromagnetycznych moze równiez zachodzic i w innych warunkach na przy¬ klad przez odbicie strumienia fal o drgajacy pret.Oczywiscie modulacja przy przenikaniu przez drgajacy pret wymaga wiekszych amplitud, a wiec 30 w zasadzie jest mozliwa przy mniejszych czesto¬ tliwosciach.Modulator wedlug wynalazku jest dokladnie wy¬ jasniony na podstawie jego przykladu wykonania.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy- 35 kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad elektryczny modulatora fal elektromagnetycznych, a fig. 2 — jego konstruk¬ cje mechaniczna w widoku z przodu.Jak uwidoczniono na fig. 1 modulator sklada sie 40 z czujnika elektromagnetycznego 4, ze wzmacnia¬ cza pradu przemiennego 1, którego wejscie jest po¬ laczone z uzwojeniem czujnika 4, z elektromagne¬ su 2 wlaczonego w obwód wyjsciowy ostatniego stopnia wzmacniacza 1, z preta 3 (calkowicie lub 45 czesciowo wykonanego z materialu ferromagne¬ tycznego dalej nazywanego pretem) umieszczonego na drodze wiazki fal elektromagnetycznych oraz z ukladu zasilania 5.Prad staly, pobierany z ukladu zasilania 5 prze- 50 plywajacy przez uzwojenie czujnika 4, powoduje stala polaryzacje magnetyczna rdzenia. Kazde przypadkowe drgniecie preta 3 umieszczonego w polu magnetycznym czujnika 4 wywoluje zmienny strumien magnetyczny jego rdzenia. Strumien ten 55 indukuje w uzwojeniu czujnika 4 sile elektromo¬ toryczna, która jest sygnalem sterujacym wzmac¬ niacz pradu przemiennego 1, Wzmocniony sygnal gt&ruje elektromagnes 2 pobudzajacy do drgan pret 8. Uzwojenie czujnika elektromagnetycznego 4 jest 60 tiawiniete na srodkowej czesci rdzenia, wykonane¬ go z blach typu E, a uzwojenie elektromagnesu 2 — na rdzeniu typu I z dwoma nabiegunnikami.Stala polaryzacja magnetyczna rdzenia czujnika elektromagnetycznego 4 wytwarza taki rozklad sil 65 pola magnetycznego, zew przypadku symetryczne¬ go polozenia obydwu rdzeni nie ma miedzy nimi bezposredniego sprzezenia magnetycznego, istnieje natomiast posrednie sprzezenie magnetyczne po¬ przez drgajacy pret 3 ulozony równolegle do na- biegunników pbydwu rdzeni. Jesli którys z omó¬ wionych rdzeni zostanie przesuniety; wzdluz osi preta 3 wzgledem drugiego, to oprócz posredniego sprzezenia magnetycznego pojawi sie bezposrednie sprzezenie magnetyczne. Sprzezenie to moze byc ujemne lub dodatnie w zaleznosci od kierunku przesuniecia. Wykorzystuje sie je do doboru wiel¬ kosci amplitudy drgan, stabilnosci pracy modula¬ tora, jego warunków wzbudzenia i temu podob¬ nych. . . , Figura 2 przedstawia konstrukcje mechaniczna czesci modulatora, która sklada sie z*plyty anty- magnetycznej (mosieznej lub aluminiowej), elek¬ tromagnesu 2, czujnika elektromagnetycznego 4, preta z drutu fortepianowego, 3 oraz innych ele¬ mentów pomocniczych (takich jak plyta montazo¬ wa 7, wsporniki 8 i 9, przewody laczeniowe 11 i 12, wkrety 13) nie istotnych dla omawianej konstruk¬ cji. Elektromagnes 2 i czujnik elektromagnetyczny 4 umocowane sa do plyty antymagnetycznej 6 za pomoca obejm i wkretów, a pret 3 — za pomoca odpowiednich uchwytów lub przyspawany jest do¬ wolnym koncem albo obydwoma bezposrednio do podloza plyty 6.Cala plyta z wyzej wymienionymi elementami jest przykryta antymagnetyczna pokrywa lub za¬ mknieta w odpowiednio skonstruowanym pudelku.Ma to na cel* wyeliminowanie z pracy modulatora szkodliwego wplywu rozproszonych pól elektroma¬ gnetycznych, szczatkowego magnetyzmu ferroma- gnetyków uzytych do konstrukcji urzadzen, w któ¬ rych modulator pracuje i temu podobnych czynni¬ ków. Wiazka fal elektromagnetycznych po przejs¬ ciu przez otwór 14 modulowana jest przez drgajacy pret 3, a nastepnie, przez podobny otwór w po¬ krywie lub denku pudelka, przesylana przy pomo¬ cy znanych srodków technicznych do odbiornika.Wzmacniacz pradu przemiennego 1 oraz uklad za¬ silania 5 zbudowane sa na oddzielnych plytach po¬ zostajac na zewnatrz ekranowanej plyty 6.Ma to duze znaczenie zwlaszcza przy silnych po¬ lach magnetycznych wytworzonych przez elektro¬ magnes 2, które moglyby indukowac w przewodach laczeniowych na wejsciu wzmacniacza 1 sile elek¬ tromotoryczna, powodujac szkodliwe sprzezenia miedzy stopniem koncowym wzmacniacza, a jego wejsciem. Poza tym eliminuje sie w ten sposób szkodliwy wplyw ciepla wytworzonego przez grze¬ jace sie elementy na stabilnosc drgan preta 3.Wynalazek nie ogranicza sie do podanego przy¬ kladu rozwiazania. Funkcje omówionego czujnika elektromagnetycznego moze z powodzeniem spel¬ niac jakis inny przetwornik na przyklad glowica adapterowa przyspawana igla do drgajacego preta,, mikrofon odpowiednio usytuowany i temu podob¬ ne. Poza tym samo pobudzanie preta do drgan mo¬ ze byc zrealizowane innymi srodkami technicznymi na przyklad samoistnym generatorem o odpowied¬ nio dobranej czestotliwosci. Sa to jednak rozwiaza-56167 nia znacznie odbiegajace od omówionego modula¬ tora w przykladzie wykonania zarówno poziomem technicznym jak i kosztem ich wykonania. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Elektromagnetyczny modulator wiazki promieni fal elektromagnetycznych skladajacy sie z ukladu zasilania, przetwornika, wzmacniacza pradu prze- 6 miennego i elektromagnesu wlaczonego uzwoje¬ niem w obwód wyjsciowy koncowego stopnia wzmacniacza znamienny tym, ze elementem mo¬ dulujacym wiazke promieni fal elektromagnetycz¬ nych jest pret (3) calkowicie lub czesciowo wyko¬ nany z materialu ferromagnetycznego, umieszczo¬ ny na drodze wiazki promieni fal elektromagne¬ tycznych i pobudzany do rezonansu mechanicznego zmiennym polem magnetycznym. RgZ \ PL