RU2269384C2 - Ultrasound generator - Google Patents

Ultrasound generator Download PDF

Info

Publication number
RU2269384C2
RU2269384C2 RU2004120092/28A RU2004120092A RU2269384C2 RU 2269384 C2 RU2269384 C2 RU 2269384C2 RU 2004120092/28 A RU2004120092/28 A RU 2004120092/28A RU 2004120092 A RU2004120092 A RU 2004120092A RU 2269384 C2 RU2269384 C2 RU 2269384C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
low
current
Prior art date
Application number
RU2004120092/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004120092A (en
Inventor
Юрий Андреевич Шибаев (RU)
Юрий Андреевич Шибаев
Original Assignee
Юрий Андреевич Шибаев
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 Юрий Андреевич Шибаев filed Critical Юрий Андреевич Шибаев
Priority to RU2004120092/28A priority Critical patent/RU2269384C2/en
Publication of RU2004120092A publication Critical patent/RU2004120092A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269384C2 publication Critical patent/RU2269384C2/en

Links

Abstract

FIELD: engineering of resonance receiver for technological use.
SUBSTANCE: native frequency of receiver is measured directly in form of frequency of free fading oscillations at input of receiver, disconnected from generator for time, necessary for measurement. This disconnection and connection of receiver to frequency meter is performed by, respectively, high-current and low-current keys, operating inversely. Further generation is performed at measured frequency until moment of appearance of discrepancy signal from amplitude comparator, after that frequency measurement is repeated. Additionally prevented is dependency of discrepancy signal from quality of receiver, exceeding of set limits by generation frequency is also prevented, emergency shutdown of generator is made possible, and also partial digital realization of low-current circuit, necessary to achieve increased stability and resistance to interference.
EFFECT: maintained precise resonance state, and, as a result, achieved maximal efficiency of receiver.
5 cl, 1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к промышленной электронике, преимущественно к технике электропитания технологических ультразвуковых устройств (ультразвуковых трансдукторов).The invention relates to industrial electronics, mainly to the power supply technology of technological ultrasonic devices (ultrasonic transducers).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Особенностью технологических ультразвуковых устройств, например ультразвуковых трансдукторов, является изменение собственной частоты, обусловленное как спецификой их устройства, так и условиями эксплуатации. Эффективность такого рода резонансных приемников электрической ультразвуковой мощности практически полностью определяется точностью настройки генератора на собственную частоту приемника, то есть обеспечением резонанса.A feature of technological ultrasonic devices, for example ultrasonic transducers, is a change in the natural frequency due to both the specifics of their device and the operating conditions. The effectiveness of this kind of resonant receivers of electric ultrasonic power is almost completely determined by the accuracy of tuning the generator to the natural frequency of the receiver, that is, by providing resonance.

Известные генераторы этого назначения содержат силовую (далее - сильноточную) цепь с возможностью генерации и передачи в приемник электрической ультразвуковой мощности и управляющую (далее - слаботочную) цепь с задачей обеспечения указанного резонанса.Known generators for this purpose contain a power (hereinafter referred to as high current) circuit with the possibility of generating and transmitting electric ultrasonic power to the receiver and a control (hereinafter referred to as low current) circuit with the task of providing this resonance.

Сильноточная цепь включает усилитель мощности, как правило, с возможностью работы в ключевом режиме, имеющий вход управления режимом. Сильноточная цепь снабжена схемой согласования с резонансным приемником, собранной из реактивных элементов. Необходимым элементом сильноточной цепи является датчик сигнала, по которому выполняется настройка резонанса. В случае выполнения резонансного приемника в виде параллельного резонансного контура таким датчиком служит датчик напряжения на входе контура. Генератор представляет самостоятельное устройство; для подключения к приемнику сильноточная цепь снабжена соответствующим разъемом.A high current circuit includes a power amplifier, as a rule, with the ability to work in key mode, having a mode control input. The high current circuit is equipped with a matching circuit with a resonant receiver assembled from reactive elements. A necessary element of a high-current circuit is a signal sensor, by which resonance is adjusted. In the case of a resonant receiver in the form of a parallel resonant circuit, such a sensor is a voltage sensor at the input of the circuit. The generator is an independent device; To connect to the receiver, the high-current circuit is equipped with an appropriate connector.

Помимо отмеченных общеупотребительных признаков, аналоги заявляемого изобретения [1-7] содержат в сильноточной цепи управляемый сильноточный ключ, например электронный. В большинстве случаев [1-6] этот ключ работает на частоте генерации, обеспечивая возбуждение приемника. По существу, в этих случаях сильноточный ключ является элементом усилителя мощности с возможностью работы в ключевом режиме. Схема его управления должна выполнять задачу автоматической подстройки частоты генерации на собственную частоту резонансного приемника, что и имеет место в [1-5]. Однако при этом собственная частота приемника не измеряется непосредственно, что приводит к погрешности в настройке резонанса.In addition to the noted common signs, analogues of the claimed invention [1-7] contain in a high-current circuit a controlled high-current key, for example electronic. In most cases [1-6], this key operates at the generation frequency, providing excitation of the receiver. Essentially, in these cases, a high-current switch is an element of a power amplifier with the ability to work in key mode. Its control circuit should fulfill the task of automatically tuning the generation frequency to the natural frequency of the resonant receiver, which is the case in [1-5]. However, the natural frequency of the receiver is not measured directly, which leads to an error in the resonance setting.

В аналоге [7] сильноточный ключ размыкает сильноточную цепь и соединяет трансдуктор с амплитудным детектором эхо-сигнала. Задача измерения собственной частоты трансдуктора при этом не ставится, и подстройка частоты генерации на резонанс не производится.In analogue [7], a high-current switch opens a high-current circuit and connects the transducer to an amplitude echo detector. In this case, the task of measuring the natural frequency of the transducer is not posed, and the generation frequency is not tuned to resonance.

Наиболее близкими аналогами являются способ [8] и способ и устройство [9].The closest analogues are the method [8] and the method and device [9].

Согласно способу [8] с целью подстройки частоты генерации на резонанс вводят паузы в работу устройства, во время которых измеряют сигнал в виде начальной амплитуды свободных затухающих колебаний тока резонансного приемника и подстраивают частоту из условия достижения максимума сигнала. Описанное устройство содержит ключи в сильноточной и слаботочной цепях и устройство запоминания упомянутой амплитуды, выход которого соединен со входом экстремального регулятора, осуществляющего установление резонансной частоты. Существенно, что оба ключа выполнены как нормально разомкнутые и с началом паузы одновременно замыкаются. При этом сильноточным ключом выход генератора и, соответственно, вход приемника закорачиваются. Данный способ и реализующее его устройство обладают недостатками. Это техническое решение применимо лишь по отношению к приемнику, выполненному как последовательный колебательный контур, в то время как большинство из них выполняются как параллельные колебательные контуры. Известно, что идеальный последовательный колебательный контур на частоте резонанса обладает нулевым импедансом и, следовательно, закорачивает выход питающего генератора. В этом случае генератор должен быть выполнен как источник тока, что значительно усложняет устройство. Кроме того, при закорачивании приемника в начальную амплитуду тока дает вклад энергия, запасенная в реактивных элементах, не входящих в колебательный контур приемника. Величина этого вклада зависит от фазы генерируемых колебаний, соответствующей моменту закорачивания, то есть является произвольно меняющейся в различных паузах. Таким образом, сигнал, по максимуму которого осуществляют подстройку частоты, не адекватен задаче. Это порождает погрешность подстройки. Наконец, сама операция подстройки осуществляется как пошаговая с последовательным приближением к резонансной частоте. Для выполнения каждой такой операции требуется определенное количество пауз, что снижает производительность устройства.According to the method [8], in order to adjust the generation frequency to the resonance, pauses are introduced into the operation of the device, during which the signal is measured in the form of the initial amplitude of the free damped current oscillations of the resonant receiver and the frequency is adjusted to achieve the maximum signal. The described device contains keys in high-current and low-current circuits and a device for storing the mentioned amplitude, the output of which is connected to the input of an extreme regulator that sets the resonant frequency. It is essential that both keys are normally open and, at the same time as the start of the pause, are closed. In this case, the output of the generator and, accordingly, the input of the receiver are short-circuited with a high-current key. This method and its implementing device have disadvantages. This technical solution is applicable only in relation to the receiver, made as a sequential oscillatory circuit, while most of them are performed as parallel oscillatory circuits. It is known that an ideal sequential oscillatory circuit at a resonance frequency has a zero impedance and, therefore, shorts the output of the supply generator. In this case, the generator must be made as a current source, which greatly complicates the device. In addition, when shorting the receiver to the initial amplitude of the current, the energy stored in the reactive elements that are not included in the oscillatory circuit of the receiver contributes to the initial amplitude of the current. The magnitude of this contribution depends on the phase of the generated oscillations corresponding to the moment of shorting, that is, it varies arbitrarily in various pauses. Thus, the signal, at the maximum of which the frequency adjustment is carried out, is not adequate to the task. This gives rise to a tuning error. Finally, the tuning operation itself is carried out as a step-by-step approach with a sequential approach to the resonant frequency. To perform each such operation, a certain number of pauses is required, which reduces the performance of the device.

Согласно способу и устройству [9] также периодически прекращают подачу колебаний на приемник и измеряют его собственную частоту и амплитуду, для чего слаботочная цепь содержит средство измерения собственных механических колебаний преобразователя, амплитудный компаратор и блок памяти. Однако с блоком памяти соединен выход амплитудного компаратора, что используется для регулировки амплитуды, управления режимом обработки объекта и не имеет отношения в регулировке частоты. Для регулировки частоты указанное средство измерения своим выходом соединено со входом системы автоматической подстройки частоты, выход которой соединен со входом генератора. В описании отмечено, что автоматическая подстройка частоты осуществляется непрерывно, по известному методу.According to the method and device [9], the oscillation is also periodically stopped at the receiver and its own frequency and amplitude are measured, for which the low-current circuit contains a means for measuring the inherent mechanical vibrations of the converter, an amplitude comparator, and a memory unit. However, the output of the amplitude comparator is connected to the memory block, which is used to adjust the amplitude, control the processing mode of the object, and is not related to the frequency adjustment. To adjust the frequency of the specified means of measurement with its output connected to the input of the automatic frequency control system, the output of which is connected to the input of the generator. In the description, it is noted that automatic frequency adjustment is carried out continuously, according to the known method.

Из недостатков этого технического решения существенен следующий. Известные методы автоматической подстройки частоты, как уже отмечалось, неэффективны, так как не решена проблема формирования сигнала, адекватного задаче. В данном случае это обусловлено тем, что упомянутое средство измерения, при завершении процедуры автоматической подстройки, регистрирует собственную частоту сложной резонансной системы, включающей помимо резонансного контура также и все иные реактивные элементы сильноточной цепи. Эта частота, что очевидно, отличается от собственной частоты резонансного приемника, например, электромеханического колебательного контура трансдуктора. Резонанс генератора с приемником не достигается.Of the disadvantages of this technical solution, the following is significant. Known methods of automatic frequency adjustment, as already noted, are ineffective, since the problem of generating a signal adequate to the problem has not been solved. In this case, this is due to the fact that the aforementioned measuring tool, upon completion of the automatic tuning procedure, registers the natural frequency of a complex resonant system, which, in addition to the resonant circuit, also includes all other reactive elements of the high-current circuit. This frequency, which obviously differs from the natural frequency of the resonant receiver, for example, the electromechanical oscillatory circuit of the transducer. The resonance of the generator with the receiver is not achieved.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Ультразвуковой трансдуктор как приемник высокочастотной мощности обладает следующей спецификой. Потребителем мощности является электромеханический колебательный контур трансдуктора; наибольшая эффективность достигается при резонансе генерируемых колебаний с собственной частотой электромеханического контура. Однако на частоте этого резонанса трансдуктор, как приемник, характеризуется реактивным сопротивлением: емкостным - в случае пьезоэлектрического трансдуктора и индуктивным - в случае магнитострикционного. Это является следствием того, что только часть собственного электрического реактивного элемента трансдуктора участвует в образовании электромеханического колебательного контура. Эта часть характеризуется соответствующим коэффициентом: коэффициентом электромеханической связи в первом случае и коэффициентом магнитомеханической связи - во втором. Эти коэффициенты являются справочными величинами и, в зависимости от активных материалов (соответственно, пьезокерамик или магнитострикторов), лежат в пределах 0,2-0,45. Схемно выделить эту часть для того, чтобы регистрировать ее ток или падение напряжения с последующим использованием для определения частоты резонанса, невозможно.Ultrasonic transducer as a receiver of high-frequency power has the following specifics. The power consumer is the electromechanical oscillatory circuit of the transducer; the greatest efficiency is achieved when the generated oscillations are resonant with the natural frequency of the electromechanical circuit. However, at the frequency of this resonance, the transducer, as a receiver, is characterized by reactance: capacitive in the case of a piezoelectric transducer and inductive in the case of magnetostrictive. This is a consequence of the fact that only part of the transducer’s own electrical reactive element is involved in the formation of an electromechanical oscillatory circuit. This part is characterized by the corresponding coefficient: the electromechanical coupling coefficient in the first case and the magnetomechanical coupling coefficient in the second. These coefficients are reference values and, depending on the active materials (respectively, piezoceramics or magnetostrictors), lie in the range of 0.2-0.45. It is impossible to isolate this part in order to register its current or voltage drop with subsequent use to determine the resonance frequency.

Проблема обостряется тем, что величины этих коэффициентов подвержены температурному дрейфу и зависят от усилия сжатия и, следовательно, неконтролируемо изменяются в процессе эксплуатации. Вместе с этим так же изменяется и собственная частота электромеханического контура. Сигнал же рассогласования (любого вида), по необходимости, формируют с участием общей величины электрического реактивного элемента трансдуктора, так что он не содержит информации об указанных обстоятельствах и не является пропорциональным величине рассогласования частот, то есть не является адекватным решаемой задаче. В уровне техники эта проблема пока не нашла решения.The problem is exacerbated by the fact that the values of these coefficients are subject to temperature drift and depend on the compression force and, therefore, change uncontrollably during operation. At the same time, the natural frequency of the electromechanical circuit also changes. The mismatch signal (of any kind), if necessary, is formed with the participation of the total magnitude of the electric reactive element of the transducer, so that it does not contain information about these circumstances and is not proportional to the magnitude of the frequency mismatch, that is, it is not adequate to the problem being solved. In the prior art, this problem has not yet found a solution.

Замысел изобретения состоит в том, что непосредственно измеряют собственную частоту резонансного приемника, например, электромеханического контура, и обеспечивают генерацию мощности точно на этой частоте, без какой-либо дополнительной подстройки. Собственную частоту измеряют в виде частоты свободных затухающих колебаний на входе приемника, отключенного от генератора на время, необходимое для измерения. Отключение производят по сигналу с амплитудного компаратора, сравнивающего сигнал с датчика напряжения на входе трансдуктора с минимальным заданным напряжением. В данном случае снято требование пропорциональности величины этого сигнала величине рассогласования частот, то есть требование адекватности сигнала. Его назначение - быть стартовым сигналом для производства измерения частоты.The idea of the invention is that they directly measure the natural frequency of a resonant receiver, for example, an electromechanical circuit, and provide power generation precisely at this frequency, without any additional adjustment. The natural frequency is measured in the form of the frequency of free damped oscillations at the input of the receiver, disconnected from the generator for the time required for measurement. Disabling is performed by a signal from an amplitude comparator comparing the signal from a voltage sensor at the input of the transducer with a minimum specified voltage. In this case, the requirement of proportionality of the magnitude of this signal to the frequency mismatch is removed, that is, the signal adequacy requirement. Its purpose is to be the starting signal for making a frequency measurement.

Технический результат, получаемый во всех случаях, состоит в достижении точного резонанса генератора с резонансным приемником, например, с электромеханическим контуром трансдуктора, и, как следствие, в достижении максимальной эффективности трансдуктора.The technical result obtained in all cases consists in achieving accurate resonance of the generator with a resonant receiver, for example, with an electromechanical circuit of the transducer, and, as a result, in achieving the maximum efficiency of the transducer.

1. Замысел реализован в следующем устройстве. Генератор включает сильноточную цепь с возможностью ее подключения к приемнику, например, к трансдуктору, с помощью разъема и управляющую (слаботочную) цепь.1. The idea is implemented in the following device. The generator includes a high-current circuit with the possibility of connecting it to a receiver, for example, to a transducer, using a connector and a control (low-current) circuit.

Сильноточная цепь содержит усилитель мощности с возможностью работы в ключевом режиме, имеющий вход управления режимом. Содержит также управляемый сильноточный ключ, например, электронный, имеющий вход управления, и датчик напряжения, имеющий выход сигнала.High current circuit contains a power amplifier with the ability to work in key mode, having a mode control input. It also contains a controlled high-current switch, for example, an electronic one having a control input, and a voltage sensor having a signal output.

Слаботочная цепь своим входом соединена с выходом сигнала датчика напряжения и содержит:The low-current circuit with its input is connected to the output of the voltage sensor signal and contains:

- слаботочный управляемый ключ, например, электронный, имеющий входы управления замыканием и размыканием;- low-current controlled key, for example, electronic, having inputs for closing and opening;

- устройство измерения частоты свободных затухающих колебаний приемника- device for measuring the frequency of free damped oscillations of the receiver

(частотомер), состоящее из имеющего вход счетчика, а также таймера и запоминающего устройства (регистра-защелки), имеющих свои выходы;(frequency counter), consisting of a counter having an input, as well as a timer and a memory device (register-latch), which have their outputs;

- имеющий вход амплитудный компаратор с возможностью получения на выходе сигнала при достижении равенства между напряжением с выхода сигнала датчика напряжения и минимального заданного напряжения;- an amplitude comparator having an input with the possibility of receiving a signal at the output when equality is reached between the voltage from the output of the voltage sensor signal and the minimum specified voltage;

- средство управления режимом усилителя мощности в виде генератора, управляемого напряжением (ГУН'а), имеющего входы частотной модуляции и регулировки коэффициента заполнения и выход прямоугольного напряжения.- means for controlling the mode of the power amplifier in the form of a voltage controlled oscillator (VCO), which has inputs of frequency modulation and adjustment of the duty cycle and the output of a rectangular voltage.

При этом выход сигнала с датчика напряжения соединен со входом амплитудного компаратора, выход которого соединен с управляющим входом сильноточного ключа. Выход датчика напряжения соединен также со входом счетчика частотомера, а выход регистра-защелки частотомера соединен со входом частотной модуляции ГУН'а, выход прямоугольного напряжения которого соединен со входом управления режимом усилителя мощности, чем и оканчивается слаботочная цепь.In this case, the signal output from the voltage sensor is connected to the input of the amplitude comparator, the output of which is connected to the control input of the high-current switch. The output of the voltage sensor is also connected to the input of the counter of the frequency meter, and the output of the register-latch of the frequency meter is connected to the frequency modulation input of the VCO, the rectangular voltage output of which is connected to the control input of the power amplifier, which ends the low-current circuit.

Указанные признаки в эквивалентной форме являются общими с признаками наиболее близких аналогов [8 и 9] заявляемого изобретения.These signs in equivalent form are common with those of the closest analogues [8 and 9] of the claimed invention.

Заявленный генератор отличается тем, что сильноточный ключ выполнен как нормально замкнутый с возможностью его размыкания по сигналу с амплитудного компаратора и последующего замыкания по сигналу с таймера частотомера, датчик напряжения размещен между сильноточным ключом и разъемом, а между выходом датчика напряжения и входом счетчика частотомера дополнительно размещен слаботочный ключ. Он выполнен как нормально разомкнутый с возможностью инверсного срабатывания относительно срабатывания сильноточного ключа. При этом вход управления сильноточного ключа дополнительно соединен с выходом таймера частотомера, а входы управления слаботочного ключа соединены с выходами амплитудного компаратора и таймера частотомера.The claimed generator is characterized in that the high-current switch is made as normally closed with the possibility of opening it according to the signal from the amplitude comparator and subsequent closing by the signal from the timer of the frequency meter, the voltage sensor is located between the high-current switch and the connector, and between the output of the voltage sensor and the input of the frequency counter low current key. It is designed as normally open with the possibility of inverse operation relative to the operation of a high-current key. At the same time, the control input of the high-current switch is additionally connected to the output of the timer of the frequency meter, and the control inputs of the low-current switch are connected to the outputs of the amplitude comparator and timer of the frequency meter.

Изложенная совокупность признаков обеспечивает получение заявленного технического результата во всех случаях.The set of features set forth provides the claimed technical result in all cases.

2. В частном случае, в условиях возможного уменьшения добротности резонансного приемника, например, вследствие повышения механической нагрузки трансдуктора, проявляется зависимость амплитуды напряжения первой гармоники на выходе датчика напряжения от добротности без отклонения частоты генерации от резонанса. В этом случае необходимо поддерживать указанную амплитуду для выполнения требования адекватности сигнала.2. In the particular case, under conditions of a possible decrease in the quality factor of the resonant receiver, for example, due to an increase in the mechanical load of the transducer, a dependence of the voltage amplitude of the first harmonic at the output of the voltage sensor on the quality factor appears without deviating the generation frequency from resonance. In this case, it is necessary to maintain the indicated amplitude in order to fulfill the signal adequacy requirement.

Технический результат в этом частном случае заключается в устранении зависимости амплитуды напряжения первой гармоники на выходе датчика напряжения от добротности резонансного приемника.The technical result in this particular case is to eliminate the dependence of the voltage amplitude of the first harmonic at the output of the voltage sensor on the quality factor of the resonant receiver.

Этот технический результат реализуется в выше описанном генераторе со следующими дополнениями:This technical result is implemented in the generator described above with the following additions:

- сильноточная цепь дополнительно содержит фильтр нижней частоты, размещенный между усилителем мощности и сильноточным ключом;- the high-current circuit further comprises a low-pass filter located between the power amplifier and the high-current switch;

- амплитудный компаратор выполнен с возможностью дополнительного получения на его втором выходе разности между максимальным заданным напряжением и напряжением с датчика напряжения;- the amplitude comparator is configured to additionally receive at its second output a difference between the maximum predetermined voltage and the voltage from the voltage sensor;

- при этом указанный второй выход амплитудного компаратора соединен со входом регулировки коэффициента заполнения ГУН'а.- while the specified second output of the amplitude comparator is connected to the input of the adjustment of the fill factor of the VCO'a.

4. В частном случае возможного выхода собственной частоты резонансного приемника за установленные пределы, предписанные требованиями на частоты, разрешенные в технологии, возникает требование прекращения генерации при возникновении указанного выхода.4. In the particular case of the possible natural frequency of the resonant receiver beyond the specified limits prescribed by the requirements for frequencies allowed in the technology, there is a requirement to stop generation when the specified output occurs.

Технический результат в этом частном случае состоит в прекращении генерации на частоте, вышедшей за установленные пределы, предписанные требованиями на частоты, разрешенные в технологии, с возможностью возобновления генерации.The technical result in this particular case consists in the termination of generation at a frequency that exceeds the established limits prescribed by the requirements for frequencies allowed in the technology, with the possibility of resuming generation.

Этот технический результат реализуется в основном варианте генератора, содержащем источник питания сильноточной цепи, снабженный входами оперативного выключения и повторного включения, со следующими дополнениями. Слаботочная цепь дополнительно содержит:This technical result is implemented in the main version of the generator, containing a power source of a high-current circuit, equipped with inputs for operational shutdown and restart, with the following additions. The low-current circuit additionally contains:

- компаратор частоты с возможностью задания установленных частотных пределов;- a frequency comparator with the ability to set the set frequency limits;

- таймер повторного включения;- re-enable timer;

- при этом вход компаратора частоты соединен с выходом регистра-защелки частотомера, выход компаратора частоты - с упомянутым входом оперативного выключения и со входом таймера повторного включения, а выход таймера повторного включения - с упомянутым входом повторного включения.- in this case, the input of the frequency comparator is connected to the output of the register-latch of the frequency meter, the output of the frequency comparator is connected with the mentioned input of the quick shutdown and with the input of the reclosing timer, and the output of the reclosing timer is connected with the mentioned reclosing input.

4. В частном случае возможной аварийной ситуации в резонансном приемнике возникает требование аварийного выключения и выдачи сигнала аварии.4. In the particular case of a possible emergency in a resonant receiver, a requirement arises for emergency shutdown and the issuance of an alarm signal.

Согласно данному предложению аварийную ситуацию идентифицируют по признаку устойчивого выхода собственной частоты резонансного приемника за установленные пределы. Реакцию в виде этого признака проявляют все виды повреждений в приемнике, в том числе обрывы, короткие замыкания, разрушения активного элемента электромеханического контура, запредельная механическая нагрузка трансдуктора.According to this proposal, an emergency is identified by the stable exit of the natural frequency of the resonant receiver beyond the set limits. The reaction in the form of this symptom is manifested by all types of damage in the receiver, including breaks, short circuits, destruction of the active element of the electromechanical circuit, transcendental mechanical load.

Технический эффект в этом частном случае состоит в выключении силовой цепи вместе с ее источником питания при любом виде аварии в резонансном приемнике.The technical effect in this particular case consists in turning off the power circuit together with its power source for any type of accident in the resonant receiver.

Этот технический результат реализуется в описанном генераторе, где источник питания сильноточной цепи снабжен входом аварийного выключения, а слаботочная цепь - устройством аварийной сигнализации и отличается тем, что слаботочная цепь дополнительно содержит счетчик совпадений следующих подряд без пропуска совпадений замыкания слаботочного ключа и оперативного выключения с возможностью выдачи на его выходе сигнала аварийного выключения по достижении заданного числа совпадений, при этом входы счетчика совпадений соединены со входом управления слаботочного ключа и с выходом компаратора частоты, а выход счетчика совпадений - со входом аварийного выключения и устройства аварийной сигнализации.This technical result is implemented in the described generator, where the power supply of the high-current circuit is equipped with an emergency shutdown input, and the low-current circuit is equipped with an emergency alarm device and differs in that the low-current circuit additionally contains a counter of consecutive consecutive ones without missing coincidence closures of the low-current key and operational shutdown with the possibility of issuing at its output an emergency shutdown signal when a specified number of matches is reached, while the inputs of the hit counter are connected to the input control of the low-current key and with the output of the frequency comparator, and the output of the coincidence counter with the input of the emergency shutdown and the alarm device.

5. В частном случае повышенных требований на стабильность и помехозащищенность ультразвукового генератора слаботочная цепь частично выполняется в цифровом варианте.5. In the particular case of increased requirements for stability and noise immunity of the ultrasonic generator, the low-current circuit is partially implemented in the digital version.

Технический результат в этом частном случае состоит в повышении стабильности и помехозащищенности генератора.The technical result in this particular case is to increase the stability and noise immunity of the generator.

Этот технический результат достигается тем, что слаботочная цепь содержит микропроцессорную систему, включающую микропроцессор, оперативную память и интерфейсы, в виде аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Микропроцессорная система программируется с возможностью выполнения функций амплитудного компаратора, слаботочного ключа, частотомера с таймером и регистром-защелкой, компаратора частоты, таймера повторного включения и счетчика совпадений. Блок-схема программы полностью аналогична блок-схеме устройства. Система имеет аналоговые вход и выходы сигналов выполнения указанных функций, при этом вход соединен с выходом датчика напряжения, а выходы - в соответствии с использованием указанных сигналов. А именно, выход сигнала достижения равенства минимального заданного напряжения и амплитуды напряжения с датчика напряжения соединен со входом размыкания сильноточного ключа, выход сигнала измеренной частоты - со входом частотной модуляции ГУН'а, выход сигнала окончания временного интервала счета - со входом замыкания сильноточного ключа, выход сигнала разности между минимальным заданным напряжением и амплитудой напряжения с датчика напряжения - со входом коэффициента заполнения ГУН'а, выход сигнала сравнения измеренной частоты с заданными частотными пределами - со входом оперативного выключения источника питания, выход сигнала окончания временного интервала оперативного выключения - со входом повторного включения источника питания, выход сигнала достижения заданного числа совпадений - со входом аварийного выключения источника питания и со входом аварийной сигнализации.This technical result is achieved in that the low-current circuit contains a microprocessor system, including a microprocessor, RAM and interfaces, in the form of analog-to-digital and digital-to-analog converters. The microprocessor system is programmed with the ability to perform the functions of an amplitude comparator, a low-current key, a frequency meter with a timer and a register-latch, a frequency comparator, a re-enable timer and a coincidence counter. The block diagram of the program is completely similar to the block diagram of the device. The system has analogue inputs and outputs of the signals for performing these functions, with the input connected to the output of the voltage sensor, and the outputs in accordance with the use of these signals. Namely, the output of the signal to achieve the equality of the minimum specified voltage and the amplitude of the voltage from the voltage sensor is connected to the input of the high current switch opening, the output of the measured frequency signal to the frequency modulation input of the VCO, the output of the signal for the end of the counting time interval to the input of the high current switch closure, output a signal of the difference between the minimum specified voltage and the amplitude of the voltage from the voltage sensor - with the input of the fill factor of the VCO, the output of the signal for comparing the measured frequency with the reference frequency limits - with the input of the operative shutdown of the power supply, the output signal of the end of the time interval of the operative shutdown - with the input of the repeated switching on of the power supply, the output of the signal reaching the specified number of matches - with the input of emergency shutdown of the power supply and with the alarm input.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖАBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

На чертеже дана структурная схема ультразвукового генератора с обозначениями:The drawing shows a structural diagram of an ultrasonic generator with the notation:

1 - Источник питания сильноточной цепи со входами:1 - High current circuit power supply with inputs:

А - оперативного выключения,A - operational shutdown,

В - повторного включения,In - re-inclusion,

С - аварийного выключения.C - emergency shutdown.

2 - Усилитель мощности со входом D управления режимом.2 - Power amplifier with mode control input D.

3 - Фильтр нижней частоты.3 - Low pass filter.

4 - Сильноточный ключ со входами:4 - High current key with inputs:

Е - размыкания,E - opening,

F - замыкания.F - circuit.

5 - Датчик напряжения с выходом сигнала G.5 - Voltage sensor with signal output G.

6 - Разъем.6 - Connector.

7 - Амплитудный компаратор со входом Н и выходами J и К.7 - Amplitude comparator with input H and outputs J and K.

8 - Слаботочный ключ с коммутируемыми контактами L-L и входами М и N.8 - Low-current key with switched contacts L-L and inputs M and N.

9 - Частотомер со входом счетчика О и с выходами Р - таймера и Q - регистра-защелки.9 - Frequency counter with the input of the counter O and with the outputs of the P - timer and Q - register-latch.

10 - Генератор, управляемый напряжением (ГУН) со входами R - частотной модуляции, S - управления коэффициентом заполнения и выходом Т прямоугольного напряжения.10 - Voltage-controlled oscillator (VCO) with inputs of R - frequency modulation, S - control of the fill factor and the output T of rectangular voltage.

11 - Компаратор частоты со входом V и выходом W.11 - Frequency comparator with input V and output W.

12 - Таймер повторного включения со входом Y и выходом Z.12 - Restart timer with input Y and output Z.

13 - Счетчик совпадений со входами α и β и выходом γ.13 - Coincidence counter with inputs α and β and output γ.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Сильноточная цепь ультразвукового генератора состоит из последовательно включенных источника питания 1, усилителя мощности 2, фильтра нижней частоты 3, сильноточного ключа 4, датчика напряжения 5 и разъема 6 подключения к резонансному приемнику.A high-current circuit of an ultrasonic generator consists of a power supply 1, a power amplifier 2, a low-pass filter 3, a high-current switch 4, a voltage sensor 5, and a connector 6 for connecting to a resonant receiver.

Источник питания 1 имеет входы оперативного выключения А, повторного включения В и аварийного выключения С. Усилитель мощности 2 имеет вход управления режимом D. Сильноточный ключ 4 имеет входы размыкания Е и замыкания F. Датчик напряжения 5 имеет выход сигнала G.Power supply 1 has inputs for quick shutdown A, re-enable B and emergency shutdown C. Power amplifier 2 has a mode control input D. High current switch 4 has openings E and shorting F. Voltage sensor 5 has a signal output G.

Слаботочная цепь состоит из амплитудного компаратора 7, слаботочного ключа 8, частотомера 9, генератора, управляемого напряжением (ГУН'а) 10, компаратора частоты 11, таймера повторного включения 12 и счетчика совпадений 13.The low-current circuit consists of an amplitude comparator 7, a low-current key 8, a frequency counter 9, a voltage controlled oscillator (VCO) 10, a frequency comparator 11, a re-enable timer 12, and a hit counter 13.

Амплитудный компаратор 7 имеет вход Н и выходы J и К. Слаботочный ключ 8 коммутирует контакты L-L и имеет входы управления М и N. Частотомер 9 имеет вход счетчика частотомера О, выход таймера частотомера Р и выход регистра-защелки Q. ГУН 10 имеет входы частотной модуляции R и регулировки коэффициента заполнения S и выход прямоугольного напряжения Т. Компаратор частоты 11 имеет вход V и выход W. Таймер повторного включения 12 имеет вход Y и выход Z. Указанные структурные элементы своими входами и выходами соединены в соответствии со схемой, данной на чертеже.The amplitude comparator 7 has an input H and outputs J and K. A low-current switch 8 switches the LL contacts and has control inputs M and N. Frequency meter 9 has a counter frequency counter input O, a frequency counter timer output P and a latch register output Q. A VCO 10 has frequency inputs modulation of R and adjustment of the duty cycle S and the output of the rectangular voltage T. The frequency comparator 11 has an input V and an output W. The re-enable timer 12 has an input Y and an output Z. These structural elements are connected with their inputs and outputs in accordance with the diagram given in black hedgehog.

При подготовке к работе в ряд структурных элементов заносят оперативную информацию. В регистр-защелку заносят технологическую частоту, в таймер частотомера - временной интервал счета, в амплитудный компаратор - минимальное и максимальное напряжения сравнения, в компаратор частоты - частотные пределы, в таймер повторного включения - временной интервал оперативного выключения, в счетчик совпадений - заданное число совпадений, регулировку коэффициента заполнения ГУН'а устанавливают на минимум.In preparation for work, operational information is entered into a number of structural elements. The technological frequency is entered in the latch register, the counting time interval in the frequency meter timer, the minimum and maximum comparison voltages in the amplitude comparator, the frequency limits in the frequency comparator, the on-time interval in the re-enable timer, the specified number of matches , VCO fill factor adjustment is set to a minimum.

К разъему подключают резонансный приемник. Ключи приводят в исходное состояние: сильноточный ключ - в замкнутое, слаботочный ключ - в разомкнутое.A resonant receiver is connected to the connector. The keys are restored to their initial state: a high-current key - into a closed, low-current key - into an open.

Генерация ультразвуковой мощности происходит на частоте, зафиксированной в регистре-защелке частотомера. Рассогласование этой частоты с собственной частотой резонансного приемника проявляется в виде уменьшения величины сигнала с датчика напряжения на его выходе G. При совпадении величины этого сигнала с минимальным напряжением сравнения амплитудный компаратор выдает сигнал-команду на выходе J. Этот сигнал поступает на вход размыкания сильноточного ключа Е и вход замыкания слаботочного ключа М. При этом на выходе G датчика напряжения возникает напряжение свободных затухающих колебаний резонансного приемника, в частности, электромеханического контура трансдуктора. Это напряжение поступает на вход О счетчика частотомера с одновременным запуском таймера частотомера. По окончании временного интервала счета в регистр-защелку пересылается измеренная собственная частота резонансного приемника. Одновременно с выхода Р таймера частотомера поступает сигнал-команда на вход замыкания F сильноточного ключа и на вход размыкания N слаботочного ключа; ключи возвращаются в исходное состояние. Счет в счетчике частотомера прекращается, значение частоты в регистре-защелке сохраняется. Это значение через вход R частотной модуляции ГУН'а передается на вход D управления режимом усилителя мощности. С этого момента генерация осуществляется на измеренной собственной частоте резонансного приемника, таким образом достигается точный резонанс, что и составляет технический результат, достигаемый во всех случаях. При последующем изменении собственной частоты резонансного приемника описанная процедура повторяется.The generation of ultrasonic power occurs at a frequency fixed in the register-latch of the frequency meter. The mismatch of this frequency with the natural frequency of the resonant receiver manifests itself in the form of a decrease in the signal from the voltage sensor at its output G. When the value of this signal coincides with the minimum comparison voltage, the amplitude comparator generates a command signal at the output J. This signal is fed to the opening input of the high-current switch E and the input of the circuit of the low-current switch M. In this case, the voltage G of the free damped oscillations of the resonant receiver arises at the output G of the voltage sensor, in particular, the electromechanical one loop transducer. This voltage is fed to the input O of the counter of the frequency meter while starting the timer of the frequency meter. At the end of the counting time interval, the measured natural frequency of the resonant receiver is sent to the latch register. Simultaneously with the output P of the timer of the frequency meter, a command signal is sent to the input of the circuit F of the high-current switch and to the input of the opening N of the low-current switch; keys are returned to their original state. Counting in the counter of the frequency meter stops, the frequency value is stored in the latch register. This value through the input R of the frequency modulation of the VCO is transmitted to the input D of the power amplifier mode control. From this moment, the generation is carried out at the measured natural frequency of the resonant receiver, thus achieving accurate resonance, which is the technical result achieved in all cases. With a subsequent change in the natural frequency of the resonant receiver, the described procedure is repeated.

Как отмечено выше, существенной причиной изменения собственной частоты приемника являются температурные дрейфы. С выходом на стационарный температурный режим это изменение уменьшается, вместе с этим уменьшается и средняя частота осуществления описанной процедуры, так что на производительности устройства это практически не сказывается.As noted above, temperature drifts are a significant cause of changes in the receiver’s natural frequency. With the transition to a stationary temperature regime, this change decreases, along with this, the average frequency of the described procedure decreases, so this practically does not affect the performance of the device.

2. В частном случае возможного изменения добротности резонансного приемника для выполнения требования адекватности сигнала задаче достижения резонанса устраняется зависимость амплитуды напряжения первой гармоники на выходе датчика напряжения от изменяющейся добротности приемника. Это составляет технический результат в этом частном случае, который достигается следующим образом.2. In the particular case of a possible change in the quality factor of the resonant receiver in order to fulfill the signal adequacy requirement for the task of achieving resonance, the dependence of the voltage amplitude of the first harmonic at the output of the voltage sensor on the changing quality factor of the receiver is eliminated. This constitutes a technical result in this particular case, which is achieved as follows.

Из амплитудо-частотного спектра прямоугольного напряжения на выходе усилителя мощности с помощью фильтра нижней частоты выделяется и поступает в приемник только первая гармоника. Именно она находится в резонансе с собственной частотой приемника. Ее амплитуда возрастает с ростом коэффициента заполнения прямоугольного напряжения. Соответствующий сигнал регулировки коэффициента заполнения на выходе К амплитудного компаратора формируется в виде разности между максимальным заданным напряжением и напряжением на входе Н амплитудного компаратора.From the amplitude-frequency spectrum of a rectangular voltage at the output of a power amplifier, using the low-pass filter, only the first harmonic is extracted and fed to the receiver. It is she who is in resonance with the natural frequency of the receiver. Its amplitude increases with an increase in the duty cycle of a rectangular voltage. The corresponding signal for adjusting the duty cycle at the output K of the amplitude comparator is formed as the difference between the maximum specified voltage and the voltage at the input H of the amplitude comparator.

С увеличением указанной разности увеличивается коэффициент заполнения прямоугольного напряжения на выходе W ГУН'а и, соответственно, на выходе усилителя мощности. Таким образом, при неизменной амплитуде и частоте прямоугольного напряжения на выходе усилителя мощности поддерживается практически неизменная амплитуда первой гармоники при уменьшении добротности резонансного приемника. Так достигается технический результат в этом частном случае.With an increase in the indicated difference, the fill factor of the rectangular voltage at the output W of the VCO and increases, respectively, at the output of the power amplifier. Thus, with a constant amplitude and frequency of a rectangular voltage at the output of a power amplifier, a practically unchanged amplitude of the first harmonic is maintained with a decrease in the quality factor of the resonant receiver. Thus, a technical result is achieved in this particular case.

3. В частном случае возможного выхода собственной частоты резонансного приемника за установленные пределы при каждом очередном измерении частоты ее значение с выхода Q регистра-защелки поступает на вход V компаратора частоты. При выходе этого значения за установленные пределы возникает сигнал на выходе W. По этому сигналу, поступающему на вход А оперативного выключения источника питания, происходит его оперативное выключение и одновременно запуск таймера повторного включения со входа Y. По истечении временного интервала оперативного выключения происходит повторное включение источника питания сигналом с выхода Z таймера повторного включения. Так достигается технический результат в этом частном случае.3. In the particular case of a possible exit of the natural frequency of the resonant receiver beyond the set limits with each next frequency measurement, its value from the output Q of the register-latch is fed to the input V of the frequency comparator. When this value goes beyond the set limits, a signal arises at the output W. According to this signal, which is fed to input A of the power supply on-line shutdown, it is switched off quickly and the restart timer starts from input Y. After the time period of the operational shutdown the source is turned on again powering the signal from output Z of the timer of repeated inclusion. Thus, a technical result is achieved in this particular case.

4. В частном случае возможной аварийной ситуации в счетчике совпадений происходит счет следующих подряд без пропуска совпадений размыканий слаботочного ключа, регистрируемых на его входе N, и оперативных выключений, регистрируемых на выходе W компаратора частоты. Достижение заданного числа этих совпадений свидетельствует об устойчивом выходе собственной частоты резонансного приемника за установленные пределы, то есть об аварии в приемнике. Сигнал аварии возникает на выходе у счетчика совпадений, по которому происходит аварийное выключение источника питания сильноточной цепи и запуск аварийной сигнализации в слаботочной цепи. В этом состоит технический результат в данном частном случае.4. In the particular case of a possible emergency, in the hit counter, the following consecutive counts occur without missing matches of openings of the low-current switch detected at its input N and operational shutdowns recorded at the output W of the frequency comparator. The achievement of a given number of these coincidences indicates a steady exit of the natural frequency of the resonant receiver beyond the established limits, i.e., an accident in the receiver. An alarm signal occurs at the output of the coincidence counter, according to which an emergency shutdown of the power source of the high-current circuit occurs and the alarm starts in the low-current circuit. This is the technical result in this particular case.

5. В частном случае повышенных требований к стабильности и помехозащищенности генератора слаботочная цепь (за исключением ГУН'а) выполнена в цифровом варианте с использованием микропроцессорной системы. Технический результат в этом частном случае состоит в повышении стабильности, например, по отношению к температурным дрейфам и помехозащищенности устройства.5. In the particular case of increased requirements for stability and noise immunity of the generator, the low-current circuit (with the exception of the VCO) is made in the digital version using a microprocessor system. The technical result in this particular case is to increase stability, for example, with respect to temperature drifts and noise immunity of the device.

Микропроцессорная система включает микропроцессор, оперативную память и интерфейсы для преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды и наоборот. Микропроцессорная система запрограммирована с возможностью выполнения функций всех упомянутых блоков слаботочной цепи, кроме ГУН'а, а именно, амплитудного компаратора, слаботочного ключа, частотомера с его счетчиком, таймером и регистром-защелкой, компаратора частоты, таймера повторного включения и счетчика совпадений. Блок-схема программы полностью аналогична блок-схеме устройства. Работа слаботочной цепи, выполненной частично в цифровом варианте, также аналогична ранее описанной.The microprocessor system includes a microprocessor, RAM and interfaces for converting analog signals to digital codes and vice versa. The microprocessor system is programmed with the ability to perform the functions of all the mentioned blocks of the low-current circuit, except for the VCO, namely, the amplitude comparator, low-current key, a frequency meter with its counter, timer and latch register, frequency comparator, reclosing timer, and coincidence counter. The block diagram of the program is completely similar to the block diagram of the device. The operation of the low-current circuit, partially implemented in the digital version, is also similar to the previously described.

Пример выполнения устройства.An example implementation of the device.

Изготовлен ультразвуковой генератор с технологической частотой 44 кГц с частотными пределами ±10% с выходной мощностью 100 Вт для возбуждения пьезокерамического трансдуктора хирургического назначения. Усилитель мощность выполнен по полумостовой схеме на полевых транзисторах. Применен фильтр нижней частоты в виде фильтра-пробки типа m с блокированием всех частот, превышающих частоту первой гармоники. Сильноточный ключ собран также на полевых транзисторах. Датчик напряжения представляет делитель напряжения. В качестве слаботочного ключа, частотомера и амплитудного компаратора использованы стандартные интегральные микросхемы. Временной интервал счета, заданный таймером частотомера, равен 0,1 с. При этом погрешность измерения частоты составляет не более 10-4. Такова же и точность достижения резонанса в данном устройстве.An ultrasonic generator was manufactured with a technological frequency of 44 kHz with frequency limits of ± 10% with an output power of 100 W to excite a piezoceramic transducer for surgical purposes. The power amplifier is made according to a half-bridge circuit using field-effect transistors. A low-pass filter is applied in the form of a filter plug type m with blocking of all frequencies exceeding the frequency of the first harmonic. High current key is also assembled on field-effect transistors. The voltage sensor represents a voltage divider. As a low-current key, a frequency meter and an amplitude comparator, standard integrated circuits are used. The counting time interval set by the frequency counter timer is 0.1 s. In this case, the error in measuring the frequency is not more than 10 -4 . The accuracy of achieving resonance in this device is the same.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. PCT/SU 81/00013, 02.02.81.1. PCT / SU 81/00013, 02.02.81.

2. SU 1271585 A1, 11.06.85.2. SU 1271585 A1, 06/11/85.

3. RU 2180274 C2, 27.03.97.3. RU 2180274 C2, 03/27/97.

4. RU 2180275 C2, 27.03.97.4. RU 2180275 C2, 03/27/97.

5. RU 2001112845 A, 27.05.2003.5. RU 2001112845 A, 05.27.2003.

6. RU 2171343 C1, 29.02.2000.6. RU 2171343 C1, 02.29.2000.

7. WO 9748501 С, 18.06.1996.7. WO 9748501 C, 06/18/1996.

8. SU 1500388 A1, 19.01.87.8. SU 1500 388 A1, 01/19/87.

9. RU 2031144 C1, 11.05.1990.9. RU 2031144 C1, 05/11/1990.

Claims (5)

1. Ультразвуковой генератор, включающий сильноточную цепь с возможностью ее подключения к резонансному приемнику, например ультразвуковому трансдуктору, с помощью разъема и слаботочную цепь, где сильноточная цепь содержит усилитель мощности с возможностью работы в ключевом режиме, имеющий вход управления режимом, управляемый сильноточный ключ, например электронный, имеющий вход управления, и датчик напряжения, а слаботочная цепь содержит амплитудный компаратор с возможностью получения на его выходе сигнала при достижении равенства между напряжением с датчика напряжения и минимального заданного напряжения, управляемый слаботочный ключ, например электронный, имеющий вход управления, частотомер, состоящий из имеющего вход счетчика, а также таймера и регистра-защелки, имеющих свои выходы, и генератор, управляемый напряжением (ГУН), имеющий входы частотной модуляции и регулировки коэффициента заполнения и выход прямоугольного напряжения, при этом выход датчика напряжения соединен со входом амплитудного компаратора, выход которого соединен со входом управления сильноточного ключа, выход датчика напряжения также соединен со входом счетчика частотомера, а выход регистра-защелки частотомера соединен со входом частотной модуляции ГУНа, выход прямоугольного напряжения которого соединен со входом управления усилителя мощности, отличающийся тем, что сильноточный ключ выполнен как нормально замкнутый с возможностью его размыкания по сигналу с амплитудного компаратора и последующего замыкания по сигналу с таймера частотомера, для чего вход управления сильноточного ключа дополнительно соединен с выходом таймера частотомера, датчик напряжения размещен между сильноточным ключом и разъемом, а между выходом датчика напряжения и входом счетчика частотомера дополнительно размещен слаботочный ключ, при этом слаботочный ключ выполнен как нормально разомкнутый, с возможностью инверсного срабатывания относительно срабатывания сильноточного ключа, для чего вход управления слаботочного ключа соединен с выходами амплитудного компаратора и таймера частотомера.1. An ultrasonic generator including a high-current circuit with the possibility of connecting it to a resonant receiver, for example an ultrasonic transducer, using a connector and a low-current circuit, where the high-current circuit contains a power amplifier with the ability to work in key mode, having a mode control input, a controlled high-current key, for example electronic, having a control input, and a voltage sensor, and a low-current circuit contains an amplitude comparator with the possibility of receiving a signal at its output when equality m I am waiting for voltage from the voltage sensor and the minimum set voltage, a controlled low-current switch, for example, an electronic one having a control input, a frequency meter consisting of a counter input, as well as a timer and a latch register with their outputs, and a voltage controlled generator (VCO), having frequency modulation and duty cycle inputs and a rectangular voltage output, wherein the output of the voltage sensor is connected to the input of the amplitude comparator, the output of which is connected to the control input full-time key, the output of the voltage sensor is also connected to the input of the counter of the frequency meter, and the output of the register-latch of the frequency meter is connected to the frequency modulation input of the VCO, the rectangular voltage output of which is connected to the control input of the power amplifier, characterized in that the high-current key is made as normally closed with the possibility of opening by a signal from the amplitude comparator and subsequent closing by a signal from the timer of the frequency meter, for which the control input of the high-current switch is additionally connected to the output the timer of the frequency meter, a voltage sensor is located between the high-current switch and the connector, and a low-current switch is additionally placed between the output of the voltage sensor and the input of the counter of the frequency meter; connected to the outputs of the amplitude comparator and timer of the frequency meter. 2. Ультразвуковой генератор по п.1, отличающийся тем, что в условиях изменения добротности резонансного приемника, например вследствие изменения механической нагрузки трансдуктора, сильноточная цепь дополнительно содержит фильтр нижней частоты, расположенный между усилителем мощности и сильноточным ключом, а амплитудный компаратор выполнен с возможностью дополнительного получения на его втором выходе разности между максимальным заданным напряжением и напряжением с датчика напряжения, при этом указанный второй выход соединен со входом регулировки коэффициента заполнения ГУНа.2. The ultrasonic generator according to claim 1, characterized in that in conditions of changing the quality factor of the resonant receiver, for example, due to a change in the mechanical load of the transducer, the high-current circuit further comprises a low-pass filter located between the power amplifier and the high-current switch, and the amplitude comparator is made with the possibility of additional receiving at its second output the difference between the maximum specified voltage and the voltage from the voltage sensor, while the specified second output is connected to the input ohm adjust the fill factor of the VCO. 3. Ультразвуковой генератор по п.1, отличающийся тем, что в условиях возможного выхода собственной частоты резонансного приемника за установленные пределы ультразвуковой генератор содержит источник питания сильноточной цепи, снабженный выходами оперативного выключения и повторного включения, при этом слаботочная цепь дополнительно содержит компаратор частоты с возможностью задания установленных пределов частоты и таймер повторного включения, вход компаратора частоты соединен с выходом регистра-защелки частотомера, выход компаратора частоты - со входом оперативного выключения и входом таймера повторного включения, а выход последнего - со входом повторного включения.3. The ultrasonic generator according to claim 1, characterized in that in the case of a possible exit of the natural frequency of the resonant receiver beyond the set limits, the ultrasonic generator contains a power source of a high-current circuit, equipped with outputs for operational shutdown and restart, while the low-current circuit further comprises a frequency comparator with the possibility set frequency limits and a restart timer, the input of the frequency comparator is connected to the output of the register-latch of the frequency meter, the output of the comparator and frequency - to the input of the operational shutdown and restart the timer input and last output - to the input of restart. 4. Ультразвуковой генератор по п.3, отличающийся тем, что источник питания сильноточной цепи снабжен входом аварийного выключения, а слаботочная цепь - устройством аварийной сигнализации, при этом слаботочная цепь дополнительно содержит счетчик совпадений следующих подряд без пропуска совпадений размыкания слаботочного ключа и оперативного выключения с возможностью выдачи на его выходе сигнала аварийного выключения по достижении заданного числа совпадений, при этом входы счетчика совпадений соединены со входом управления слаботочного ключа и с выходом компаратора частоты, а выход счетчика совпадений - со входом аварийного выключения и устройства аварийной сигнализации.4. The ultrasonic generator according to claim 3, characterized in that the power source of the high-current circuit is equipped with an emergency shutdown input, and the low-current circuit is equipped with an alarm device, while the low-current circuit additionally contains a counter of matches following in a row without missing coincidences of opening of the low-current key and operational shutdown with the possibility of issuing an emergency shutdown signal at its output upon reaching a predetermined number of matches, while the inputs of the coincidence counter are connected to the control input weakly on key and a comparator output frequency and the output of the coincidence counter - to the input of the emergency shutdown and alarm device. 5. Ультразвуковой генератор по пп.2-4, отличающийся тем, что в условиях повышенных требований на стабильность слаботочная цепь содержит микропроцессорную систему, включающую микропроцессор, оперативную память и интерфейсы, с возможностью выполнения системой функций амплитудного компаратора, слаботочного ключа, частотомера с его таймером и регистром-защелкой, компаратора частоты, таймера повторного включения и счетчика совпадений, имеющую аналоговые вход и выходы сигналов выполнения указанных функций, при этом вход соединен с выходом датчика напряжения, а выходы - в соответствии с использованием указанных сигналов.5. The ultrasonic generator according to claims 2 to 4, characterized in that under conditions of increased stability requirements, the low-current circuit contains a microprocessor system including a microprocessor, RAM and interfaces, with the ability to perform the functions of an amplitude comparator, low-current key, frequency meter with its timer and a register-latch, a frequency comparator, a re-enable timer and a hit counter having analog inputs and outputs of the signals for performing these functions, the input being connected to the output d tchika voltage, and outputs - in accordance with said signals.
RU2004120092/28A 2004-07-01 2004-07-01 Ultrasound generator RU2269384C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120092/28A RU2269384C2 (en) 2004-07-01 2004-07-01 Ultrasound generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120092/28A RU2269384C2 (en) 2004-07-01 2004-07-01 Ultrasound generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004120092A RU2004120092A (en) 2004-12-10
RU2269384C2 true RU2269384C2 (en) 2006-02-10

Family

ID=36050077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004120092/28A RU2269384C2 (en) 2004-07-01 2004-07-01 Ultrasound generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269384C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5378798B2 (en) RADIO FREQUENCY PLASMA GENERATOR POWER SUPPLY DEVICE AND PLASMA GENERATOR HAVING THE POWER SUPPLY DEVICE
US20010035698A1 (en) Method and unit for driving piezoelectric transformer used for controlling luminance of cold-cathode tube
JPH03123548A (en) Linear electric power control for supersonic prove with tuning-reactance
JPH0365277A (en) Ultrasonic generator with piezoelectric convertor
US7030706B2 (en) Self-calibratable oscillating device and method and ASIC thereof
US6765333B1 (en) Power assistance device for an ultrasonic vibration dental handpiece
CS550488A3 (en) Ultrasonic generator circuitry
US6429571B2 (en) Method to control piezoelectric drives
RU2269384C2 (en) Ultrasound generator
KR100450537B1 (en) Parts feeder and method of controlling the same
US8413523B2 (en) Oscillation circuit
US8890633B2 (en) Resonant circuit with automated trimming capabilities
US20050146285A1 (en) Circuit and method of igniting a high-pressure lamp
US20070205772A1 (en) Circuit arrangement and method for monitoring the function of a vibration level switch and/or a fill level measuring apparautus
US4736192A (en) Excitation circuit for piezo-electric sound generators
JPH02290281A (en) Apparatus for driving ultrasonic converter
JPH11352162A (en) Frequency characteristic measuring device
JPH0286874A (en) Driving circuit for ultrasonic wave vibrator
SU1271585A1 (en) Ultrasonic generator
GB2483631A (en) Auto-Resonant Control Circuits
JPH06233474A (en) Voltage detector for switching type charging circuit
JPH04313369A (en) Ultrasonic actuator driving circuit
SU1352403A1 (en) Device for checking output resistance of single-input amplifiers
US3938142A (en) Ultrasonic transmitter for the remote control of radio and television receivers
SU720575A1 (en) Method of controlling output voltage in piezosemiconductor transducer

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20060922

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100702