RU1800613C - Ультразвуковой генератор - Google Patents

Abstract

Использование: в ультразвуковой технике , в частности в генераторах дл  ультразвуковой сварки. Сущность изобретени : ультразвуковой генератор содержит управл емый генератор 1, первый 2 и второй 9 делители напр жени , аналоговый коммутатор 3, амплитудный детектор 4, корректирующий дифференциальный усилитель 5, выпр митель 6, ультразвуковой преобразователь 7, датчик В тока, цифроаналоговый преобразователь 10. Цель изобретени  - расширение диапазона и повышение точности регулировани  амплитуды выходного сигнала - достигаетс  за счет того, что в ультразвуковом генераторе перечисленными блоками образованы два замкнутых контура: контур регулировани  амплитуды тока и замкнутый контур регулировани  амплитуды напр жени , возбуждающего ультразвуковой преобразователь. 2 ил.

Description

фиг.1

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике, в частности к генераторам дл  ультразвуковой сварки.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и повышение точности регулировани  амплитуды выходного сигнала.

На фиг.1 приведена функциональна  схема предлагаемого генератора; на фиг.2 - принципиальна  электрическа  схема корректирующего дифференциального усилител ,

Ультразвуковой генератор содержит соединение последовательно управл емый генерато р 1, первый делитель 2 напр жени , аналоговый коммутатор 3, амплитудный детектор 4, корректирующий дифференциальный усилитель 5 и выпр митель 6, выход которого подключен к входу управлени  амплитудой выходного сигнала управл емого генератора 1, включенные также последовательно ультразвуковой преобразователь 7, вход которого соединен с выходом управл емого генератора 1 и входом первого делител  2 напр жени ,датчик 8 тока и второй делитель 9 напр жени , выход которого св зан с вторым входом аналогового коммутатора, вход управлени  которым  вл етс  входом управлени  режимом регулировани  ультразвукового генератора, а также цифроаналоговый прег образователь 10, цифровой вход которого  вл етс  входом управлени  амплитудой выходного сигнала ультразвукового генератора , а выход подключен к неинвертирующему входу корректирующего дифференциального усилител  5, причем .выход датчика 8 тока и вход второго делител  9 напр жени  дополнительно подключены к входу автоподстройки частоты управл емого генератора 1.

Ультразвуковой генератор работает следующим образом.

При поступлении на цифровой вход цифроаналогового преобразовател  10 от управл ющей системы более высокого иерархического уровн  сигнала управлени  амплитудой, этот сигнал преобразуетс  из цифровой в аналоговую форму и поступает на неинвертирующий вход корректирующего дифференциального усилител  5. На инвертирующий вход корректирующего дифференциального усилител  5 поступает сигнал с выхода амплитудного детектора 4. Корректирующий дифференциальный усилитель - 5 сравнивает поступившие на его входы сигналы и вырабатывает свой сигнал; знак и амплитуда которого определ ютс  соотношением входных сигналов , а спектральный состав откорректирован в соответствии с логарифмической амплитудно- частотной характеристикой корректирующего дифференциального усилител  5,

Выходной сигнал корректирующего дифференциального усилител  5, который может принимать как допустимые дл  системы регулировани  значени  (например, положительные ), так и недопустимые (например, отрицательные), поступает на вход однопо- лупериодного выпр мител  6. Выпр митель 6 пропускает на выход только сигналы одного знака (например, положительные), благо0 дар  чему исключаетс  неоднозначность характеристики регулировани  амплитуды входного сигнала управл емого генератора 1, а также инвертирование его фазы, привод щее к отказу автоподстройки. Сигнал с

5 выхода выпр мител  6 попадает на вход управлени  амплитудой выходного сигнала управл емого генератора 1 и соответствующим образом измен ет амплитуду высокочастотного сигнала на выходе управл емого

0 генератора 1. Сигнал с выхода управл емого генератора 1 поступает на вход ультразвукового преобразовател  7. Поэтому при изменении амплитуды сигнала на выходе управл емого генератора 1 измен етс  и

5 амплитуда тока через ультразвуковой преобразователь 7 и, следовательно, амплитуда сигнала напр жени  на выходе датчика 8 тока.

Напр жени  с выхода управл емого ге0 нератора 1 или датчика 8 тока через первый и второй делители напр жени  2 и 9 попадают на входы аналогового коммутатора 3. При помощи делител  2 напр жени  устанавливают стабилизированный уровень ам5 плитуды напр жени  на выходе управл емого генератора 1 при работе ультразвукового генератора в режиме стабилизации напр жени . С помощью делител  9 напр жени  во врем  наладки устанавлива0 ют уровень амплитуды тока через преобразователь 7 при работе ультразвукового генератора в режиме стабилизации тока. Режим регулировани  (стабилизации тока или напр жени ) задаетс  сигналом, посту5 лающим на вход управлени  аналоговым коммутатором 3. При включении режима стабилизации тока на выход аналогового коммутатора 3 проходит сигнал с выхода делител  9 напр жени . Этот сигнал детек0 тируетс  далее амплитудным детектором 4. Таким образом, образуетс  замкнутый контур автоматического регулировани  амплитуды тока по цепи корректирующий дифференциальный усилитель 5 - выпр ми5 тель 6управл емый генератор 1 -ультразвуковой преобразователь 7 - датчик 8 тока - делитель 9 напр жени  - аналоговый коммутатор 3 и амплитудный детектор 4. Действием этого контура амплитуда тока возбуждени  ультразвукового преобразовател  7 поддерживаетс  на стабильном уровне , заданном сигналом с выхода цифроана- логового преобразовател  10. При включении режима стабилизации напр жени  на выходе аналогового коммутатора 3 попадает сигнал с выход делител  2 напр жени  и образуетс  замкнутый контур регулировани  амплитуды напр жени , возбуждающего ультразвуковой преобразователь 7, по цепи: корректирующий дифференциальный усилитель 5 - выпр митель 6 - управл емый генератор 1 - делитель 2 напр жени  - аналоговый коммутатор 3 и амплитудный детектор 4, . Этот контур поддерживает амплитуду напр жени  на выходе управл емого генератора 1 на стабильном уровне, заданном сигналом с выхода цифроаналогового преобразовател  10. Сигнал с выхода датчика 8 тока поступает также на вход автоподстройки частоты управл емого генератора 1 дл  автоматической настройки управл емого генератора на частоту резонанса ультразвукового преобразовател  7.

Корректирующий дифференциальный усилитель 5 может быть выполнен на операционном усилителе DA, инвертирующий вход которого через первый резистор RI соединен с инвертирующим входом корректирующего дифференциального усилител , а через параллельно включенные второй резистор R2, первый конденсатор С1, диод VD, и цепочку из соединенных последовательно третьего резистора Рз и второго конденсатора d - с выходом операционного усилител  DA, неинвертирующий вход корректирующего дифференциального усилител  четвертый резистор R4 соединен с неинвертирующим входом операционного усилител  DA. Такое выполнение корректирующего дифференциального усилител  5 позвол ет оптимальным образом откорректировать логарифмическую амплитудно-частотную характеристику узла сравнени  (в нашем случае корректирующего дифференциального усилител ). Оказываетс  возможным установить достаточно большой коэффициент усилени  К, в области низких частот О) ft) 1 , что обеспечивает высокую статическую точность, приемлемый коэффициент усилени  Ка в области средних частот ft) 1 а) «У 2 . что обеспечивает высокое быстродействие и малое перерегулирование, т.е. высокую динамическую точность регулировани , и дополнительное подавление сигнала несущей и высокочастотных помех в области высоких частот ft) ft) 2, что позвол ет увеличить диапазон регулировани . Наличие диода VD в цепи обратной св зи

предотвращает перезар д конденсаторов Ci и С2 и исключает изменение знака сигнала на выходе дифференциального корректора 5.

5Если R2 R3, то точки излома логарифмической амплитудно-частотной характеристики корректора 5 определ ютс  выражени ми

К1 4|-,

1

R 1

R2(C 1 +С2)

К2

R2 R3

(R2 +R3)R1

ft) 2 --

R3C2

ft) -f R3 R2 R3 С 1

из которых следует,что измен   значени  R1 ,R2,R3,C1 ,C2, можно формировать желаемую характеристику контура регулировани  амплитуды выходного сигнала ультразвукового генератора.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Ультразвуковой генератор, содержащий последовательно соединенные управл - емый генератор, ультразвуковой преобразователь и датчик тока, выход которого подключен к входу автоподстройки частоты управл емого генератора, аналоговый коммутатор , амплитудный детектор и цифроанало- говый преобразователь, цифровой вход которого  вл етс  входом управлени  амплитудой выходного сигнала ультразвукового ге- нератора, при этом управл ющий вход аналогового коммутатора  вл етс  входом управлени  режимом регулировани  ультразвукового генератора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  точности регулировани  амплитуды выходы сигнала, введены первый и второй делители напр жени , последовательно соединенные корректирующий дифференциальный усилитель и выпр митель, выход кото- рого подключен к входу управлени  амплитудой управл емого генератора., при этом первый делитель напр жени  между выходом управл емого генератора и первым сигнальным входом аналогового коммутато- ра, второй делитель напр жени  включен между выходом датчика тока и вторым сигнальным входом аналогового коммутатора, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, выход цифроаналогово- го преобразовател  подсоединен к инвертирующему входу корректирующего дифференциального усилител , инвертирующий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора.
2. 2. Генератор поп.1,отличающий- с   тем, что корректирующий дифференциальный усилитель выполнен в виде операционного усилител , между выходом и инвертирующим входом которого включены параллельно соединенные первый резистор , первый конденсатор, диод и цепь, вы- полненна  в виде последовательно соединенных второго конденсатора и вто- рого резистора, при этом инвертирующий

   0

   вход операционного усилител  соединен также с первым выводом третьего резистора , второй вывод которого  вл етс  инвертирующим входом корректирующего дифференциального усилител , неинвертирующий вход операционного усилител  соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого  вл етс  неинвертирующим входом корректирующего дифференциального усилител .

   } #e/frapytfusu{/ &0) tti p pe{ e#t{4(Mtitf№0 ytu/i,

   МеинЈертвру }цм& &&$ ($н( (/смитый- K-oppeetnupQ

   Фиг, 2