SU1408545A1 - Дифференциальный акустоэлектронный преобразователь - Google Patents

Description

11

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано в акустоэлектронных измерительных устройствах дл  измерени  давлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности.

На чертеже показана функциональна  схема предлагаемого преобразовател .

Дифференциальный акустоэлектрон- ный преобразователь содержит высокочастотный генератор 1, мембранный

датчик 2 на поверхностно - акустичес-J5 мембраны в обеих лини х задержки

20

30

ких волнах (ПАВ), выполненный в виде пьезоэлектрической пластины 3,, имеющей утончение - мембрану 4. На обеих сторонах мембраны 4 расположены соответственно два входных 5, 6 и два выходных 7, 8 встречно - штыревых преобразователей (В111П). Входные ВШП 5 и 6 подключены к высокочастотному генератору 1, Кроме того, преобразователь содержит две ветви 9, кажда  из 25 которых содержит первый 10 и второй

11инверторы соответственно, последовательно соединенные первьй 12 и второй 13 соответственно умножители частоты на два, п тый 14 и шестой

15 соответственно однополосные смесители , первый 16 и третий 17 сумматоры соответственно, первый 18 и второй 19 усилители, второй 20 и четвертый 21 сумматоры, также соединенные в кольцо первый усилитель 22, первый 23 - четвертый 26 однополосные смесители . Причем вторые входы однополосных смесителей 23 и 24 подключены к выходу высокочастотного генератора 1, а аналогичные входы смесителей 24 и 26 - соответственно к сумматорам 20 и 21. Выходной В1Ш 7 соединен с входами однополосного смесител  14 (15) и инвертора 10, выход которого подключен к вторым входам сумматоров 17 и 16, аналогично выходной ВШП 8 подключен к входам блоков 11 и 14, а выход блока 10 соединен с вторыми входами сумматоров 16 и 20. Входы умножителей

12и 13 частоты подключены к выходу генератора 1.

Противолежащие ВШП 5, 6 и 7, 8 расположены на одинаковом рассто нии

40

45

одновременно ПАВ -С выходных ВШП 7 и 8 колебани  через две одинаковые ветви 9, кажда  из которых содержит инвертор 10 (11)., последовательно соединенные умножитель 12 (13) часто ты на две однополосный смеситель 14 (15), сумматор 16 (17), усилитель 18 (19) и сумматор 20 (21), поступают на вторые входы однополосных смес телей 24 и 26 соответственно. Включе ные кольцом усилитель 22 и однополос ные смесители 23-26 образуют автоколебательную систему, в которой при выполнении условий баланса фаз и амплитуд возникают автоколебани , част ты которых на выходе усилител  22 определ етс  разностью фаз между колебани ми, имеющими место на вторы входах однополосных смесителей 24 и 26.

При отсутствии информационного сигнала, воздействующего на мембрану 4, времена задержки ПАВ на верхней и нижней сторонах мембраны 4 при усл вии идентичности структур ВШП одинаковы . Задержанные сигналы с частотой генератора W,,, пройд  две ветви 9, поступают на смесители 24 и 26. В силу идентичности ветвей 9 сдвиг фаз между сигналами, имеющими место на выходах сумматоров 16, равен нулю. Этому нулевому сдвигу фаз соответств ет значение частоты колебаний Юд на выходе усилител  18.

При воздействии информационного сигнала на мембрану 4 последн   испытывает механические деформации,что приводит к изменени м как геометрии ВиШ, так и к изменению длины пути

от центра пластины 3. ВШП 5-8 образу-55 распространени  ПАВ. Это приводг1Т к

На выходах однополосных смесителей 14 и 15 выдел етс  сигнал с частотой , равной разности частот колеба

НИИ, поданных на их входы.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигнал с высокочастотного генератора 1 поступает на мембранный датчик 2, представл ющий собой пъезо- эх1ектрическую пластину 3 с мембраной 4, Сигнал поступает на входные ВШП 5 и 6, преобразуетс  в распростран ющиес  на верхней и нижней сторонах

0

0

0

5

одновременно ПАВ -С выходных ВШП 7 и 8 колебани  через две одинаковые ветви 9, кажда  из которых содержит инвертор 10 (11)., последовательно соединенные умножитель 12 (13) частоты на две однополосный смеситель 14 (15), сумматор 16 (17), усилитель 18 (19) и сумматор 20 (21), поступают на вторые входы однополосных смесителей 24 и 26 соответственно. Включенные кольцом усилитель 22 и однополосные смесители 23-26 образуют автоколебательную систему, в которой при выполнении условий баланса фаз и амплитуд возникают автоколебани , частоты которых на выходе усилител  22 определ етс  разностью фаз между колебани ми, имеющими место на вторых входах однополосных смесителей 24 и 26.

При отсутствии информационного сигнала, воздействующего на мембрану 4, времена задержки ПАВ на верхней и нижней сторонах мембраны 4 при условии идентичности структур ВШП одинаковы . Задержанные сигналы с частотой генератора W,,, пройд  две ветви 9, поступают на смесители 24 и 26. В силу идентичности ветвей 9 сдвиг фаз между сигналами, имеющими место на выходах сумматоров 16, равен нулю. Этому нулевому сдвигу фаз соответствует значение частоты колебаний Юд на выходе усилител  18.

При воздействии информационного сигнала на мембрану 4 последн   испытывает механические деформации,что приводит к изменени м как геометрии ВиШ, так и к изменению длины пути

ют две линии задержки, направлени  распространени  ПАВ в которых идентичны .

противофазному изменению времен задержки сигнала, распростран ющегос  на верхней и нижней сторонах мембраны , т.е., если врем  задержки линии задержки, образованной ВШ1 5 и 7, изменилось на величину врем  задержки линии задержки, образованной ВШП 6 и 8, изменитс  на величину дТ . В результате этого сдвиг фаз между колебани ми на вьбсодах сумматоров 16

будет отличен от нул , что приведет к изменению частоты автоколебательной системы, образованной блоками 22- 26, на некоторую величину ЛСО. Регистриру  это изменение частоты, можно измерить величину информационного сигнала , воздействующего на мембрану 4,

Claims (1)

1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий высокочастотный генератор, мембранный датчик на поверхностных акустических волнах, выполненный в виде пьезоэлектрической пластины, на противоположных сторонах которой на одинаковом расстоянии от ее центра расположены пара противолежащих входных и пара противолежащих выходных встречно - штыревых преобразователей, соединенные в кольцо первый усилитель, первый, второй, третий и четвертый однополосные смесители, причем выход высокочастотного генератора соединен с выходными встречно - штыревыми преобразователями, а также с вторыми входами первого и третьего однополосных смесителей, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, в него дополнительно введены два инвертора, последовательно соединенные первый умножитель частоты на два, пятый однополосный смеситель, первый сумматор, вторые усилитель и сумматор, а также последовательно соединенные второй умножитель частоты на два, шестой однополосный смеситель, третий сумматор, третий усилитель и четвертый сумматор, причем входы первого и второго умножителей частоты подключены к выходу высокочастотного генератора, вторые, входы пятого и шестого однополосных смесителей соединены с соответствующими выходными встречно штыревыми преобразователями и с входами первого и второго инверторов, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого, второго и третьего, четвертого сумматоров, причем выход второго сумматора соединен с вторым входом второго однополосного смесителя, а выход четвертого сумматора подсоединен к второму входу четвертого однополосного смесителя.

   SU ,, 1408545 >