Устройство для контроля пьезоэлектрических звукопроводов

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрофизических параметров пьезоэлектрических звукопроводов. Цель изобретения - повышение производительности контроля и расширение функциональных возможностей за счет измерения также и потерь в звукопроводах и классификации их по значениям скоростей поверхностных волн. При механическом контакте контролируемого звукопровода со встречно-ц тыревым преобразователем образуется полосовой фильтр, параметры которого и измеряются данным устройством. При определении скорости поверхностно-активных волн частотным методом изменяют частоту управляемого генератора 14, возбуждающего поверхностные волны, соответствующую поочередно верхней частоте пропускания фильтра и нижней частоте пропускания. Сумматор 13 вырабатывает полусумму входных напряжений для управления генератора 14 из напряжений, соответствующих верхней и нижней частотами пропускания, обеспечивая тем самым установление резонансной частоты, по которой и судят о скорости поверхностных волн. Потери в звукопроводах определяют сравнивая входной и выходной сигналы на компараторе 27. Индикатор 36 отображает классификацию изделий по скоростям поверхностных волн. 1 ил. ko

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 (19) (11) (51) 4 G 01 Н 5 00

2 чб б

1 l

° ч 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3930097/25-28 (22) 29.05.85 (46) 30.08.88. Бюл. ¹ 32 (72) Я. И. Лепих и П. А. Снегур (53) 620.179.16 (088. 8) (56) Техника средств связи. Сер. ТПО, Вып. 2(7) 1979, с. 79 — -83 (54) УСТРОЙСТВО гГЛЯ КОНТРОЛЯ

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗВУКОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрофизических параметров пьезоэлектрических звукопроводов. Цель изобретения — повышение производительности контроля и расширение функциональных возможностей за счет измерения также и потерь в звукопроводах и классификации их по значениям скоростей поверхностных волн. При механическом контакте контролируемого звукопровода со встречно-н2тыревым преобразователем образуется полосовой фильтр, параметры которого и измеряются данным устройством. При определении скорости поверхностно-активных волн частотным методом изменяют частоту управляемого генератора 14, возбуждающего поверхностные волны, соответствующую поочередно верхней частоте пропускания фильтра и нижней частоте пропускания. Сумматор 13 вырабатывает полусумму входных напряжений для управления генератора 14 из напряжений, соответствующих верхней и нижней частотами пропускания, обеспечивая тем самым установление резонансной частоты, по которой и судят о скорости поверхностных волн. Потери в звукопроводах определяют, сравнивая входной и выходной сигналы на компараторе 27. Индикатор 36 отображает классификацию изделий по скоростям поверхностных волн. I ил.

1420382

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрофизических параметров пьезоэлектрических звукопроводов при производстве устройств на поверхностных акустических волнах, а также может найти применение в радиоэлектронике и других отраслях промышленности.

Цель изобретения повышение производительности контроля и расширение функциональных возможностей за счет измерения также и потерь в звукопроводах и классификации .их по значениям скоростей новеpxklocTHhlx волн.

На чертеже изображена структурная схема устройства для контроля пьезоэлектрических звукопроводов.

Устройство содержит бесконтактный встречно-штыревой преобразователь (ВШП)

1, предназначенный для контролирования с. контролируемым звукопроводом 2, электромеханический блок 3 пуска, включающий в себя подъемный рабочий столик 4, который прижимает звукопровод 2 к датчику. Блок 3 пуска управляется кнопкой

«Пуск» 5. Концевой выключатель 6, входя ций в блок 3 пуска, подсоединен одним контактом к положительному электроky источника 7 постоянного напряжения, а другим - к входу формирователя 8 импул ьсов. Устройство содержит элемент

ИЛИ 9, соединенный одним входом с выходом формирователя 8 импульсов, а вторым входом с выходом первого элемента

И 10. Выход элемента ИЛИ 9 подключен к входу распределителя 11. Его выходы соединены соответственно с управляющими входами коммутатора 12, оба выхода которого подключены к сумматору 13.

Один из входов элемента И 10 соединен с третьим выходом распределителя !l.

Выход сумматора 13 подключен к управляющему входу управляемого генератора 14.

Выход последнего соединен с входом Blllll 1 и через делитель 5 частоты с входом частотомера 16, а выход ВШП подключен к входу усилителя 17 высокой частоты. К выходу усилителя 17 включен амплитхдный детектор 18, к которому I103,— ключен пиковый детектор 19 и один из входов первого компаратора 20. Выход пикового детектора 19 через аттенюатор 2! соединен с вторым входом первого компаратора 20. Выход первого компаратора 20 подключен через инвертор 22 к входу первого интегратора 23 и входу второго интегратора 24. Выходы первого 23 и второго

24 интеграторов соответственно соединены с первыми и вторыми входами коммутатора 12.

Выход инвертора 22 соединен также с вторым входом элемента И 10, а третий вход элемента ИЛИ 9 соединен с выходом компаратора 20, Устройство также содержит для измерения вносимых потерь второй детектор 25, подключенный к выоду управляемого генератора 14. Выход детектора 25 соединен через аттенюатор 26 с одним из входов второго компаратора 27. Второй вход компаратора 27 подключен к выходу амплитудного детектора 18. К выходу компаратора 27 подключен индикатор 28. Кроме этого, устройство содержит для классификации по значениям скорости поверхностных волн компаратор 29, один из входов которого соединен с выходом сумматора 13.

Выход компаратора 29 соединен с управляющим входом импульсного генератора 30, выход которого соединен с одним из входов элемента И 31 второй вход которого подключен к одному из выходов распределителя 11. Выход элемента И 31 соединен с входом счетчика 32, выходы которогo связаны с ден(ифратором 33. На выходе дешифратора 33 включен ключ 34, сое.диненный «35 и индикатором 36. Выход делителя 35 соединен с вторым входом компаратора 29. (.бросовые цепи пикового детектора 19, интеграторов 23 и 24 и установочный вход распределителя 1, а также установочный вход счетчика 32 объединены и подключены к одному из контактов кнопки «(.брос» 37, второй контакт которой подклк>чен к положительному электроду ucTo÷íèk kI шгстоянного напряжения.

Устройство контроля пьезоэлектрических звукопроводов работает следующим образом.

На подвижный рабочий столик 4 блока 3 пуска устанавливают контролируемый звукопровод 2 рабочей поверхностью вверх (по чертежу). При нажатии на кнопку 5

«Гlуск» рабочий столик 4 поднимается, прижимая звукопровод к ВШП 1.

Для определения скорости поверхностных волн (ПАВ) пьезоэлектрического звукопровода необходимо на его рабочей поверхности в одной точке (участке) возбудитель и в другой принять ПАВ, а затем соответствующим образом обработать входной и выходной электрические сигналы, используя их частотные и временные параметры. (.корость Г1АВ пьезоэлектрических звукопроводов определяют частотным методом (IIo изменению частоты выходного сигнала) непосредственно в количественном эначении без допопнительных расчетов оператором.

При этом устройство на ПАВ, образованное бесконтактным ВШП и исследуемым пьезоэлектрическим звукопроводом, представляет собой полосовой фильтр на ПАВ.

Для возбуждения и приема ПАВ используется бесконтактный встречно-штыревой преобразователь (ВШП), который представляет собой непьезоэлектрическую (например

) стеклянную) пластину, на одной из поверхностей которой методами тонкопленочной

1420382

3 технологии изготовлено два ВШП, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

В верхнем положении рабочего столика 4 замыкаются контакты верхнего концевого выключателя 6, и напряжение от источника 7 питания подается на вход формирователя 8 импульсов. Последний формирует одиночный импульс, который через элемент ИЛИ 8 подается на вход распределителя 11. При этом на его втором выходе появляется сигнал логической единицы, который был ранее на первом входе.

Этот сигнал приводит схему в с.педующее состояние. В коммутаторе 12 соединяются первый вход с первым выходом, а следовательно, выход первого интегратора 23 соединяется с одним из входов сумматора 13.

Так как на выходе первого компаратора 29 сигнал логического нуля (ввиду того, что на его обоих входах сигналы близки к нулевому уровню), то на входе первого интегратора 23 будет сигнал логической единицы, поскольку сигнал с комчаратора

20 проходит через инвертор 22. Сигнал логической единицы на управляющем входе первого интегратора 23 дает разрешение на выполнение операции интегрирования входного сигнала. На выходе интегратора 23 напряжение начнет увеличиваться и, следовательно, оно будет увеличиваться на управляющем входе управляемого генератора 14.

При этом на его выходе частота начнет также увеличиваться. На выходе появится сигнал лишь при достижении частотой генератора нижней частоты полосы пропускания бесконтактного преобразователя. Этот сигнал будет увеличиваться и достигнет своего максимального значения при совпадении частоты генератора fr с центральной частотой (о бесконтактного преобразователя. Сигнал бесконтактного преобразователя усиливается усилителем 17 высокой частоты, компенсирующим потери в бесконтактном преобразователе, и детектируется амплитудным детектором 18. Постоянное напряжение, полученное с детектора 8, подается на один из входов компаратора

20 и на вход пикового детектора 19, который запоминает максимал значение этого напряжения. С вых, a ..икового детектора 19 сигнал через аттенюатор 21 подается на второй вход компаратора 20.

Дальнейшее изменение частоты генератора

14 приводит к 1ому, что сигнал на выходе детектора 18 будет уменьшаться. Уменьшение этого напряжения будет происходить до тех пор, пока его уровень не станет меньше уровня напряжения по выходу аттенюатора 21. Тогда на выходе компаратора 20 появится сигнал логической единицы и, следовательно, на входе интегратора 23 он станет логическим нулем.

Интегрирование прекратится, а выходное напряжение запомнигся. Величина запомнившегося первым интегратором 23 напряжения будет соответствовап верхнему значению верхней частоты Ь полосы пропускания бесконтактного преобразователя на уровне, установленном аттенюатором. Кроме этого, сигнал логической единицы с компаратора

20 поступит на второй вход элемента

ИЛИ 9, в результате чего логическая единица появится на третьем выходе распределителя 11. При этом коммутатор 12 переключится в положение, при котором подсоединится выход второго интегратора

24 к входу сумматора 13, а следовательно, к управляющему входу управляемого генератора 14. Так как в этот момент времени напряжение на выходе интегратора 24 равно нулю, то частота генератора 14 соответствует минимальному ее значению. Однако, поскольку на входе интегратора 24 сигнал логической единицы и на его управляющем входе также сигнал логической единицы, напряжение на его выходе начнет увеличиваться. На входе усилитепя 17 появится сигнал при достижении частотой генератора 14 нижней частоты полосы пропускания. И как в предыдущей операции, он усилится, продетектируется и поступит на вход компаратора

20. Изменение (увеличение частоты) будет происходить до тех пор, пока напряжение сигнала на выходе амплитудного детектора

30 18 не превысит уровня, который запомнен пиковым детектором 19, уровня сигнала на выходе аттенюатора 21. Тогда на выходе компаратора 20 уровень логической единицы изменится на логический нуль, при этом интегрирование прекратится, а на35 пряжение на выходе компаратора 24 запомнится. Это напряжение будет соответствовать значению нижней частоты f- на уровне, установленном аттенюатором 21 (как и в предыдущем случае). При появлении на выходе

40 компаратора 20 уровня логического нуля на выходе инвертора 22, а .следовательно, на втором входе элемента И 10 появится логическая единица, она приведет к появлению логической единицы на выходе элемента И 10 и, следовательно, через

45 элемент ИЛИ 9 на входе распределителя 11.

Теперь сигнал логической единицы появится на четвертом его выходе. При этом коммутатор 12 соединяет выходы первого и второГо интеграторов с входами сумматора 13. Такая работа коммутатора (снача50 ла один сигнал, затем другой, потом оба вместе) с сумматором позволяет реализовать вычисление среднеарифметического значения двух напряжений, которое будет соответствовать значению центра.пьной частоты.

Для определения скорости ПАВ к выходу управляемого генератора 14 через делитель

15 частоты подключается частотомер 16.

142!!382

1ак кык скорость ИО()еpxHo(гнои Волны 3 В)) KOI I PO(3O,Lы H

I д« i..!лины;1къ(lktческой Волны, i. = 2t (t III;II Вllltl k, зная fl.ыг В!11!! и центральную час(<) (у

ыожно Опрсдс (и(ь (hol>o»ff IIЛВ. и, lit

X(C (д е к — — /. (,1 ! (1 ко -->(!1(!1 и ц и » и (, ц . 1(llki rl. ! Iзл!»р ((lit. L<>llxt иыых (>И<и иыых llol р(.

3 H KÎI I P O ВО, 1С Оt X 111(t 1 fi, I H(.> 1 (H Н (1 I L(II гР; I l>(loki ч;(с ГО ((I (llo(л» сt oil P(. . L(лс

НИЯ II(Г«Ы СР;>ВН»НИЯ»ltl iI<1 IOB ll

lI l3f)Ixoдс 6»ск(нп;>кгflolo прсобрызоны(< IH ! Iри эгоы (i

II<). 1I(и(> с Вто1)О(<) .Iс Гс h loр;! ) ) It pt. 3 В lорой ытт»нк)ы (Ор «76. и;1 и!с)РОй Hx(>,L с амплитудно(<> ,Lt. 1t к(О!>ы 17(!3тор((ы Ill (»нкн>гороы 26 уст:1Н(1В, I ИВ I<. Т СЯ,!О(1 с ГИ М l>ill рОНС Н Ь ВН()СИ 1Ы.

Ilt) l (pl) 1;сл и t lll н;1,1 (iжс (с>I ыеньше сигналы

Ilt. j)l3oл1 l3 \() Lt., ГО lift I>I>l x<) L кОы(ILIP<1 1()P;i

X (Г Ы I i < I ВГI И и l, В((>P

К I;lt си(!>и к;! Гор ll(> !Воля»т клыссифи циро13;>гь <вук(>проводь(II I группе llo знычениял! скоро»)и I IЛВ. ()н р<16о >с I с IBм 11ри II()HBëñ flit!1 ны ч»тнертом Выло,ft> р(3(и!1»,!«ли г»ля I lуровня,логической едиНИЦЫ, Ы С.I(1<Н3;П»ЛЬНО, НЫ ОДНОЛ1 ИЗ ВХО,!<>В 13 1 <)p(>1 t> >.1»ыс нты И 31, на ее Выхо.)е

IIoHBH1ся импульсы t час гoTHH, соотн»тСТ(3) K)I IL(и I .1 ЬС (IOI O

1»нсры Ор;1,3(). !1ри эгоы счегчик 32 буLt T i(poli (ьч>ди Гь Ilo,t»H. 11<к"ГулыN>l(fkfjj (!<1 входы дешиф1:1Гор;3, 3:3 ho;; (исл;1 и ы пуль(с>в со счетч и .ы

lip(t>6j) Н x ронни,lol и !Оскс>й сдиницы на выходах деillttôp;ë<)pы 33..чти уровни последовательНо унрывляюг ключыыи 34, к которым

IIo склк>чс ны В. o Lhl л правляемого делителя 35

tIBllpsl7KcHlI>f и индикатора 36, например светодио,(ы, которые последовательно загораютсяя. 1lы Выходе упра(3ляемого делителя 35

Ii;tfIpkfæсния постоянное ныпря кение будет ступеtl if(то увеличиваться, а при достижении с го уровня Всличины, равной Величине (шпряже(IHH ны хправлякнцем входе генерагоры 14, и;1 В lxoде компары тора 29 появится логич »кая единицы и управля»ыый гснерызор 3(! Выклк7чится. 11ри этом ны индикы(ор» 36 Отразится:запомненное счетч и ком 32 (ОстОЯ:I и(. Вс>л и I и на и а !1рЯж(ния ступеньки управляемого делителя 35 напряжения определяет допустимую величину разброса скорости ПЛВ данной группы. По полученной группе скорости ПАВ выбирают корректирующий фотошаблон, который позволяет реализовать устройство на ПЛВ с заданным допуском на центральную частоту.

Возврат устройства в исходное состояние происходит при нажатии на кнопку 37

«с . 6 р О (» .

Ф<)р.((() za (ии)<)ретения

;><с Гройстно .L)IH к(нпроля пьезоэлектрич»ски.«вукопроводов, содержащее последовыт»л(,Ho соединенные бесконтактный встреч15 Но-и(ты ревой преобразователь, предназна1»нный для контактировани я с контроли. ру< мыы 3нукопроводом. и управ.(яел(ый генс:— рытор, частотомер, источник постоянного

fl<3llpH7Kt ния и подключеннуK) к нему первым ко(ггык Гом кнопкл «Гбро », отличающееся

Icv, что, с целью повышения производи(».(ьн<к ти контроля и расширения функциои;3 1()1(1>lx Boëìoæíîñòåé за счет измерения г(кжс и потерь В звукопроводах и классификации ktx flo значениям скоростей по25 I3tpx«t)»TH(fx Волн, оно снабжено последоваTt.1ьнО соединенными усилителем высокой частоты, ал!Нлитудныы детектором, пиковыл! ,!ет KTopoM, первым ыттенюатором, первыл(h(>xtIILtpaTopoiit, инвертороы, первым интегр,>тороы, коымуты!ором и сумматором, послеЗО,Loft;i г(льно со».(иненными формирователем импульсов, ВхОд которого подключен к вы,Одх блока путкы, элементом ИЛИ, второй

Нхо;1, котороп> связан с выходом первог:) компарытора, и распределителем, Выходы которого подклн)чсны к управляющим вхо35;!ам компаратора, вторым интегратором, Вк.IK))IEííûì между выходом компараторы

If Вторым входом коммутатора, первым элеыснтоы И, выход которого связан с трегьим входом элеменга И:!И, а первый вход—

4P < В ы. ° О,!Ол1 и н !3(P ОР<3, пос 1 с дов<3тс (ьно (. Ос ди ненныл(и детектороы, вторым аттенюатором, В горим KoMIlapaTopoы и первым индикатороы, делителем частоты, выход котороп> (подключен к частотомеру, последовательно сгн диненными вторым элементом И, счет45 чиком, дешифратором, ключом, делителем, третьим компаратором, второй вход которого подключен к выходу сумматора, и импульсным генерытором, выход которого связан с первыы входом второго элемента И, и вторыы индикытороы, подключенным к выходу кг!к>(ы, выход управляемого генератора связан с входами делителя частоты и деT(ктора, выход амплитудного детектора подключен к вторым входам первого и второго компыраторов, первый выход распределителя связан с управляющим входом первого интегратора, второй выход распределителя сое7!Внсн с вторым входом первого элеыенты И и управляющим входом второго

1420382

Составитель 1. Кондрыкинская

Ре,иктор Л 21ежнина Текред И Верее Корректор, I 11атаи

Заказ 4:117 4 1 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Г!роектная,4

7 интегратора, третий выход распределителя подключен к второму входу второго элемента И, а второй контакт кнопки «Сброс» связан с установочными входами первого пикового детектора, интеграторов, распределителя и счетчика.