книги / Тиристорные генераторы ультразвуковой частоты
..pdfПредположим, что в начальный момент времени на пря мом выходе триггера Д1 присутствует логическая едини ца. Поступающие на верхний по схеме вход логической схемы И1 выходные импульсы ЗГ совпадают с логической единицей, присутствующей на нижнем по схеме входе схемы И1, в результате чего импульсы с помощью форми рователя импульсов управления ФИУ преобразуются по форме и длительности для управления тиристорами ин вертора Мне, в выходную цепь которого включена обмот ка магнитостриктора. Устройство работает в генератор ном режиме. Длительность генераторного режима опре деляется коэффициентом пересчета счетчика Сч1. После того, как счетчик Сч1 отсчитывает определяемое его ко эффициентом пересчета количество выходных импульсов ЗГ, на его выходе появляется импульс, который: осущест вляет переброс триггера Д1. В результате переброса на прямом выходе последнего появляется логический нуль, а на инверсном — логическая единица, что приводит к, то му, что имцульсы ЗГ перестают поступать на выход схе мы И1, и к прекращению работы инвертора, т. е. переходу устройства в режим паузы. В то же время выходные им пульсы ЗГ вследствие наличия на нижнем по схеме входе логической схемы И2 логической единицы начинают по ступать на вход счетчика Сч2. После того, как счетчик Сч2 отсчитывает определяемое его коэффициентом пере счета количество импульсов, на его выходе появляется импульс, который осуществляет переброс триггера Д1 и возвращение схемы в генераторный режим. На диаграм ме 2 показаны выходные импульсы схемы И1, на диа
грамме 3 — выходные |
импульсы схемы И2, |
на диаграм |
||||||
ме 4 — выходные импульсы |
счетчика |
Сч1, |
на диаграм |
|||||
ме 5 — выходные импульсы счетчика Сч2, |
на диаграмме |
|||||||
6 — форма |
напряжения |
на |
прямом |
выходе |
триггера Д1, |
|||
на диаграмме 7 — форма напряжения |
на |
выходах магни |
||||||
тостриктора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сразу |
после введения |
паузы импульсы |
ЗГ начинают |
|||||
поступать |
на вход счетчика |
СчЗ и |
пересчитываться им. |
|||||
Тем самым осуществляется |
|
задержка |
перед измерением |
периода затухающих колебаний. Необходимость введения задержки вызвана тем, что сразу после начала паузы на
выводах |
магнитостриктора |
появляются |
напряжения, вы |
||
званные |
переходными процессами в инверторе, а также |
||||
в колебательном |
контуре, |
образованном |
обмоткой преоб |
||
разователя и компенсирующим |
конденсатором. Посколь |
||||
ку добротность |
электрических |
цепей |
невелика, то эти |
/ + д / = 2Tt\r(Lx + àLlC) |
1 — (M.J2LJ |
2лУ LjC |
Поскольку A L\=A l или A li/Li=A ///o, получаем Ы/ î — = —Д//2/о.
Итак, колебание металлической поверхности вызывает модуляцию частоты генератора.
Рис. 4.12. Структурная (а) и принципиальные схемы задающего гене ратора (б), платы преобразователей (а) и платы усилителей (г)
Эмиттерный повторитель, выполненный на транзисто
ре VT2, служит для согласования работы колебательного контура генератора с последующим его звеном — резо нансным усилителем. Конденсаторы С$, С6 и дроссель Ьз. осуществляют разделение переменного и постоянного на пряжений. Выход генератора совмещен с входом' для то го, чтобы использовать для питания чувствительного эле мента постоянным током и для снятия модулированного переменного напряжения один и тот же коаксиальный кабель.
На рис. 4.12,а изображена принципиальная схема платы преобразователей, совмещающей два элемента прибора РУ и ЧД.
Резонансный усилитель выполнен на транзисторе VTlr в коллекторную цепь которого включен резонансный кон тур Ь2—С3. Сигнал генератора подается на вход транзи стора VT1 через разделительные конденсаторы Ci и С2. Усиленный таким образом модулированный сигнал гене ратора через конденсатор Ct поступает на вход ЧД, вы полненного на полевом транзисторе VT2, в цепь затвора которого включен резонансный контур Ьз—Се. Напряже ние на выходе детектора содержит переменную составля ющую, частота которой равна частоте механических ко лебаний, а амплитуда пропорциональна амплитуде по следних, и постоянную составляющую, однозначно свя занную со средним расстоянием между колеблющейся поверхностью и рабочим торцом датчика. Настройка час тотного детектора осуществляется перемещением сердеч ника Ь3 (грубая) и регулированием емкости варикапа VD3 (тонкая) с помощью переменного резистора Яд.
Фильтр Re-Сю предназначен для подавления напряже ния несущей частоты в выходном сигнале детектора.
Резистор /?7. дроссель Ьи конденсаторы С8 и С9 слу жат для фильтрации напряжения питания (+12,6 В), подаваемого на ЗГ, РУ и ЧД.
Переменная составляющая выходного напряжения платы преобразователя подается на предусилитель У. Постоянная составляющая подается на пороговое устрой
ство ПУ и предельный |
индикатор ПИ, с помощью кото |
|||||
рого |
осуществляется установка расстояния |
между рабо |
||||
чим |
торцом |
генератора |
и |
колеблющейся |
поверхностью. |
|
Сигнал от У поступает |
на |
ИУ, к которому подключен |
||||
стрелочный |
прибор. От У можно |
подавать сигнал и на |
||||
внешние приборы — осциллограф, |
спектроанализатор и |
т. п. Все указанные элементы прибора выполнены на пла-
те усилителей рис. 4.12,г: У выполнен на микросхеме Ai, ИУ— на А2, ПУ— на А3. На входе ПУ включен ПИ, вы
полненный на |
светодиодах VD1 |
и |
VD2. Если расстояние |
||
1<10, то светится диод VD1, если |
/ > / 0, то |
VD2. Если |
|||
расстояние /= /о с допуском ± 2 0 |
мкм, то ни один свето |
||||
диод не светится. |
ИЗАМ: |
напряжение |
питания — |
||
Основные |
данные |
||||
220 В±10% , |
частота |
питающей сети — 50 Гц, чувстви |
|||
тельность— 0,25 мкм, |
диапазоны |
амплитуд |
измеряемых |
колебаний 0—5; 0—10; 0—50; 0—100 мкм, диапазон час тот измеряемых колебаний 5—100 кГц, габаритные раз меры — 200X240X320, масса — 4,3 кг.