Pierwszenstwo: ______ Zgloszenie ogloszono: 02.01.1974 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 79701 1 KI. 21 a4,14/01 MKP H03c 1/10 C YTELNIAi Ui-$du Patentowego I Twórcy wynalazku: Arkadiusz Góral, Zbigniew Denys Tadeusz Wozniak Uprawniony z patentu tymczasowego: Woiskowa Akademia Techniczna im. Jaroslawa Dabrowskiego, Warszawa (Polska) Modulator magnetyczny Przedmiotem wynalazku jest modulator magnetyczny z prostopadlymi polami wzbudzenia i sygnalu sterujacego.Znane modulatory magnetyczne wykonane sa na ferrytowych rdzeniach toroidalnych, przy czym kazdy rdzen sklada sie z dwóch jednakowych polówek posiadajacych pierscieniowy zlobek, w którym zwykle jest umieszczone uzwojenie wzbudzenia wytwarzajace poprzeczne pole magnetyczne. Powierzchnie styku obu polówek rdzenia sa szlifowane w celu efektywnego wyeliminowania szczeliny powietrznej na drodze tego strumienia. Poprzeczny przekrój rdzenia jest na calej swej dlugosci staly, dla strumienia wzbudzenia. Natomiast uzwojenie sterujace, wytwarzajace podluzne pole magnetyczne, jest rozlozone równomiernie na calej dlugosci magnetowodu i jest nawiniete prostopadle wzgledem uzwojenia wzbudzenia. Modulatory tego typu sluza do wzmacniania bardzo slabych sygnalów pradu stalego, przykladanych na uzwojenie sterujace, oraz do przetwa¬ rzania ich na napiecie przemienne, np. o podwójnej czestotliwosci, przekladane na uzwojenie wzbudzenia, przy czym sygnal wyjsciowy zdejmowany jest albo z uzwojenia sterujacego przez kondensator albo tez na uzwojenie sterujace nawija sie wspólosiowo dodatkowe uzwojenie wyjsciowe. Urzadzenia tego typu charakteryzuja sie niskim progiem czulosci oraz liniowa zaleznoscia napiecia wyjsciowego w funkqi czestotliwosci przy jednoczes¬ nym niewielkim wzmocnieniu tego napiecia.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu modulatora magnetycznego o duzym wspólczynniku wzmocnie¬ nia, a zagadnieniem technicznym wymagajacym rozwiazania jest opracowanie odpowiednich konstrukcji magne¬ towodu modulatora.Modulator magnetyczny, wedlug wynalazku, o polach wzajemnie prostopadlych wykonany jest na znanym i produkowanym seryjnie dwumuszlowym rdzeniu ferrytowym, na którym sa nawiniete wzajemnie prostqpadle dwa uzwojenia, wzbudzajace i sterujace, przy nzym wymiary kubka, a zwlaszcza odstep pomiedzy zewnetrznymi plaszczyznami, sa równe krotnosci polowy dlugosci fali napiecia przemiennego przykladanego na uzwojenie wzbudzajace. Odstep ten po odpowiedniej obróbce mechanicznej, polegajacej na szlifowaniu powierzchni bocznych rdzenia, dobiera sie tak, aby wystapil w nim radialny rezonans mechaniczny pod wplywem sygnalu przykladanego na uzwojenie wzbudzenia. Zadana czestotliwosc drgan wlasnych magnetowodu uzyskuje sie przez dobór odpowiedniej grubosci scianek bocznych oraz wysokosci obu muszli rdzenia ferrytowego.2 79 701 Rezonans mechaniczny umozliwia zwielokrotnienie amplitudy drgan wymuszonych; przy czym amplituda tych drgan zalezna jest od wlasciwosci sprezystych materialu, jego masy i obciazenia. Efekt magnfctostrykcji polepsza jego parametry eksploatacyjne a mianowicie: wzmocnienie napieciowe i stabilnosc temperaturowa.Ponadto taki uklad modulatora daje mozliwosc prostego dostrojenia ukladu do zadanej czestotliwosci rezonansowej przez zmiane wartosci pola wzbudzajacego. Charakterystyczna wlasnoscia ukladu jest to, ze wspólczynnik krotnosci napiecia wyjsciowego w strefie rezonansu jest nieliniowa funkqa sygnalu sterujacego zwiekszajac w znaczny sposób efektywnosc modultatora przy wzmacnianiu bardzo slabych sygnalów.Wynalazek zostanie blizej wyjasniony na przykladzie jego wykonania przedstawionym na rysunku, na, którym f ig. 1 przedstawia uklad uzwojen sterujacego 3—4 i wzbudzenia 1—2 na rdzeniu toroidalnym 5, fig. 2 — schemat elektryczny uzwojen, fig. 3—konstrukcje rdzenia toroidalnego oraz fig. 4 — schemat ideowy ukladu z elementem sprzezenia magnetycznego 6, elementem sprzezenia elektromechanicznego 7 i elementem sprzezenia wzajemnego 8. Uklad pracuje w sposób nastepujacy: na uzwojenie wzbudzenia 1—2 przykladany jest napieciowy sygnal przemienny o okreslonej amplitudzie i o czestotliwosci równej rezonansowi mechanicznemu % rdzenia, natomiast na uzwojenie sterujace 3—4 przykladany jest sygnal napiecia stalego, który w wyniku wzajemnego oddzialywania z polem zmiennym i z rezonansem mechanicznym rdzenia ulega wzmocnieniu i przetworzeniu na sygnal przemienny, przy czym jego amplituda jest proporcjonalna do sygnalu napiecia stalego. Sygnal wyjsciowy zdejmuje sie albo z uzwojenia sterujacego za pomoca kondensatora, albo za pomoca dodatkowego uzwojenia nawinietego na uzwojeniu sterujacym 3—4.Modulator, przy czestotliwosci sygnalu wzbudzajacego rózniacej sie znacznie od czestotliwosci rezonansu mechanicznego rdzenia zachowuje sie jak modulator konwencjonalny i napiecie wyjsciowe jest liniowa funkcja czestotliwosci pola wzbudzajacego, a dopiero w strefie rezonansu mechanicznego uzyskuje sie wielokrotne zwiekszenie sygnalu wyjsciowego. Punkt pracy ukladu dobiera sie przez wyznaczenie odpowiedniej amplitudy sygnalu wzbudzenia w strefie nasycenia rdzenia, gdzie efekt magnetostrykcyjny jest najwiekszy. Efekt rezonansu mechanicznego zwielokrotnia efekt magnetostrykcyjny, a przy czestotliwosci rezonansowej rdzenia jego od¬ ksztalcenia oraz zmiany dynamicznej przenikaInosci sa maksymalne umozliwiajac tym samym przetwarzanie i wzmacnianie sygnalu. PL PL