устройство для приведения в действие колебательного блока виброрезонатора (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для приведения в действие колебательного блока (1) виброрезонатора, содержащее пьезопривод (2), соединенный с колебательным блоком (1), и электронный блок (3) обратной связи, который посредством периодического возбуждающего сигнала (20) с нарастающими и спадающими фронтами возбуждает колебания пьезопривода (2), причем ответный сигнал (21) пьезопривода (2) возвращается в электронный блок (3) обратной связи, а также, по меньшей мере, один блок (4) компенсации пиков, который гасит в ответном сигнале (21), по меньшей мере, один паразитный сигнал (22), возникающий в процессе перезарядки пьезопривода (2), отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один подавляющий блок (5, 13), по меньшей мере, с одним коммутационным элементом (6, 14), управляемым посредством возбуждающего сигнала (20) электронного блока (3) обратной связи, при этом во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала (20) пьезопривод (2) находится в проводящем соединении с массой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ответный сигнал (21) представляет собой сигнал тока, причем предусмотрен преобразователь (7) тока в напряжение, преобразующий сигнал тока в сигнал напряжения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь (7) тока в напряжение выполнен в виде резистора (11), присоединенного к массе.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен резистор (19), рассчитанный с возможностью минимизации временной постоянной (t1) продолжительности процесса перезарядки пьезопривода.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрены первый (5) и второй (13) подавляющие блоки, причем первый подавляющий блок (5) управляется спадающими фронтами, а второй подавляющий блок (13) - нарастающими фронтами возбуждающего сигнала (20).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один дифференцирующий элемент (12, 18), к которому приложен возбуждающий сигнал (20) и который управляет коммутационным элементом (6, 14), причем выходное напряжение дифференцирующего элемента (12, 18) представляет собой отвод возбуждающего сигнала (20).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коммутационный элемент (6, 14) выполнен в виде электрического элемента, изменяющего свою проводимость в зависимости от приложенного напряжения.

8. Устройство для приведения в действие колебательного блока (1) виброрезонатора, содержащее пьезопривод (2), соединенный с колебательным блоком (1), и электронный блок (3) обратной связи, причем электронный блок (3) обратной связи посредством периодического возбуждающего сигнала (20) с нарастающими и спадающими фронтами возбуждает колебания пьезопривода (2) и причем ответный сигнал (21) пьезопривода (2) возвращается в электронный блок (3) обратной связи, а также, по меньшей мере, один блок (4) компенсации пиков, который гасит в ответном сигнале (21), по меньшей мере, один паразитный сигнал (22), возникающий в процессе перезарядки пьезопривода (2), отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один усилительный блок (30), который усиливает ответный сигнал (21) пьезопривода (2) и коэффициент усиления которого может управляться возбуждающим сигналом (20) электронного блока (3) обратной связи таким образом, что коэффициент усиления минимальный во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала (20).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что усилительный блок (30) выполнен в виде зарядного усилителя.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что коэффициент усиления во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала (20) приблизительно равен нулю.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один коммутационный элемент (6, 14), управляющий коэффициентом усиления усилительного блока (30), при этом в блоке (4) компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один дифференцирующий элемент (12, 18), к которому приложен возбуждающий сигнал (20) и который управляет коммутационным элементом (6, 14), причем выходное напряжение дифференцирующего элемента (12, 18) представляет собой отвод возбуждающего сигнала (20).

12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что коммутационный элемент (6, 14) выполнен в виде электрического элемента, изменяющего свою проводимость в зависимости от приложенного напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для приведения в действие колебательного блока виброрезонатора, содержащему пьезопривод, соединенный с колебательным блоком, и электронный блок обратной связи, причем электронный блок обратной связи посредством периодического возбуждающего сигнала с нарастающими и спадающими фронтами возбуждает колебания пьезопривода и причем ответный сигнал пьезопривода возвращается в электронный блок обратной связи, а также, по меньшей мере, один блок компенсации пиков, который гасит в ответном сигнале, по меньшей мере, один паразитный сигнал, возникающий в процессе перезарядки пьезопривода.

Из DE 19621449 известно устройство, с помощью которого можно приводить в действие конечный вибровыключатель указателя уровня с виброрезонатором, который включен в цепь обратной связи самовозбуждающейся преобразовательной системы с усилителем. При этом в виброрезонаторе предусмотрен пьезоэлемент как для возбуждения, так и для детектирования колебаний. У возбуждающего сигнала усилителя, которым возбуждают колебания пьезоэлемента, речь идет о периодических прямоугольных сигналах. Во время возникновения фронтов возбуждающего сигнала пьезоэлемент перезаряжается, что приводит к сигналам перезарядки в ответном сигнале пьезоэлемента. Описанная в DE 19621449 схема имеет своей задачей гашение этих сигналов перезарядки и минимизации продолжительности процесса перезарядки. В отношении задачи гашения представлена управляющая схема, управляемая возбуждающим сигналом и отсоединяющая выход пьезоэлемента от усилителя. Минимизация продолжительности процесса перезарядки достигается посредством схемы регулирования зарядного тока, которая вырабатывает виртуальный опорный потенциал. Обе схемы содержат в том числе оптический усилитель и полупроводниковый переключатель. Недостаток этого устройства в том, что, например, перечисленные элементы являются относительно дорогостоящими.

В основе изобретения лежит задача создания устройства, с помощью которого в ответном сигнале пьезопривода можно было бы гасить паразитный сигнал процесса перезарядки. Это должно осуществляться за счет выполнения с как можно меньшим числом недорогих элементов.

Эта задача решается, согласно первому варианту осуществления изобретения, за счет того, что в блоке компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один подавляющий блок, по меньшей мере, с одним коммутационным элементом, управляемым посредством возбуждающего сигнала электронного блока обратной связи таким образом, что во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала пьезопривод находится в проводящем соединении с массой.

Идея изобретения заключается в том, чтобы во время возникновения фронтов возбуждающего сигнала, т.е. в течение периодов времени, в которые вызваны паразитные сигналы, через блок компенсации пиков замкнуть пьезопривод накоротко на массу. За счет этого, во-первых, ответный сигнал во время возникновения этих фронтов не попадает к электронному блоку обратной связи, в результате чего сигналы перезарядки гасятся. Во-вторых, уменьшается общее активное сопротивление, с которым пьезопривод образует RC-звено. Это имеет также преимущество минимизации времени перезарядки пьезопривода. Общее активное сопротивление состоит из резистора, поясняемого ниже (преобразователь тока в напряжение) и из дополнительных внутренних резисторов схемы, которые могут потребоваться, например, для взрывозащиты.

Первый вариант осуществления изобретения описывает устройство для работы колебательного блока виброрезонатора, содержащее пьезопривод и электронный блок обратной связи. Электронный блок обратной связи посредством периодического возбуждающего сигнала с нарастающими и спадающими фронтами возбуждает колебания пьезопривода. За счет этого возбуждаются колебания механического колебательного блока, соединенного с пьезоприводом. У возбуждающего сигнала в одном предпочтительном варианте речь может идти о периодическом прямоугольном сигнале. В качестве механического колебательного блока возможна, например, колебательная вилка или колебательный стержень. За счет колебания механического колебательного блока пьезопривод подает ответный сигнал, возвращаемый в электронный блок обратной связи. Этот ответный сигнал состоит из собственно сигнала детектирования колебаний и паразитного сигнала. Сигнал детектирования колебаний позволяет, например, через частоту сделать вывод о том, достигнут ли уровень среды в резервуаре. Для этого используют тот факт, что резонансная частота колебательного блока изменяется, когда он покрыт средой, по сравнению с частотой, когда он свободно колеблется. Другой составляющей ответного сигнала является паразитный сигнал, который в результате перезарядки пьезопривода возникает всегда тогда, когда изменяется знак изменения напряжения. Изменение знака изменения напряжения означает, например, что напряжение меняется с положительного знака на отрицательный и наоборот или что напряжение меняется с большего значения на меньшее и наоборот. Перезарядка объясняется тем, что пьезопривод обладает в том числе также свойством конденсатора. Этот сигнал показывает заметное нарастание и затем экспоненциально убывает, причем временная постоянная (t1) возникает из емкости пьезопривода и общего активного сопротивления, с которым пьезопривод образует RC-звено. Если нарастающие и спадающие фронты возбуждающего сигнала очень крутые, то время перезарядки сокращается. Затухание паразитного сигнала обеспечивается, однако, как уже сказано, упомянутыми элементами. Из этого следует и главная цель изобретения - отфильтровывание паразитного сигнала. Это достигается посредством блока компенсации пиков, который гасит в ответном сигнале паразитный сигнал, возникающий в процессе перезарядки пьезопривода. Другое преимущество блока компенсации пиков в том, что одновременно уменьшается продолжительность процесса перезарядки пьезопривода. В блоке компенсации пиков находится, по меньшей мере, один подавляющий блок, по меньшей мере, с одним коммутационным элементом, управляемым посредством возбуждающего сигнала электронного блока обратной связи. Эффект блока компенсации пиков состоит в том, что во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала пьезопривод находится в проводящем соединении с массой. Вся проблематика возникает из-за того, что пьезопривод используется как для возбуждения, так и для детектирования колебаний. При осуществлении возбуждения и детектирования колебаний посредством двух пьезоэлектрических элементов соединение обоих элементов происходит только посредством механического колебательного блока. В результате этого сигнал перезарядки блока возбуждения оказывает лишь пренебрежимо малое воздействие на механический колебательный блок и не детектируется детектирующим блоком. Таким образом, при раздельных возбуждении и детектировании применения изобретения не требуется.

Одно выполнение предусматривает преобразователь тока в напряжение. С его помощью ответный сигнал, представляющий собой сигнал тока, преобразуют в сигнал напряжения. В одном рентабельном варианте это реализовано посредством резистора, соединенного с массой.

В одном предпочтительном выполнении в блоке компенсации пиков предусмотрен резистор, рассчитанный с возможностью уменьшения временной постоянной (t1) продолжительности процесса перезарядки пьезопривода. При этом резистор может также отсутствовать, т.е. он имел бы сопротивление нуль Ом, причем, однако, следует еще обратить внимание на необходимые для взрывозащиты или прочие внутренние резисторы элементов (подробно не описаны). Преимущество этого как можно меньшего сопротивления в том, что временная постоянная (t1) продолжительности процесса перезарядки уменьшается, поскольку постоянная зависит от емкости конденсатора и значения сопротивления резистора, образующего с конденсатором RC-звено.

Одно предпочтительное выполнение симметричное и предусматривает в блоке компенсации пиков два подавляющих блока. При этом первый подавляющий блок управляется спадающими, а второй - нарастающими фронтами возбуждающего сигнала.

Согласно одному оптимальному выполнению в блоке компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, один дифференцирующий элемент, к которому приложен возбуждающий сигнал и который управляет коммутационным элементом, причем выходное напряжение дифференцирующего элемента представляет собой отвод возбуждающего сигнала. Это обеспечивает простое управление коммутационным элементом. Простое и рентабельное выполнение состоит в том, что у дифференцирующего элемента речь идет о RC-звене с конденсатором и резистором.

Во втором варианте осуществления задача решается, согласно изобретению, за счет того, что в блоке компенсации пиков предусмотрен, по меньшей мере, усилительный блок, который усиливает ответный сигнал пьезопривода и у которого коэффициент усиления может управляться возбуждающим сигналов электронного блока обратной связи таким образом, что коэффициент усиления минимальный во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала. Основная идея этого второго решения задачи, следовательно, в том, что ответный сигнал усиливается, причем коэффициент усиления, однако, не постоянный. Таким образом, пики в ответном сигнале удаляются, или их воздействие заметно уменьшается за счет того, что соответствующие участки ответного сигнала испытывают лишь очень малое, как можно более минимальное, усиление по сравнению с остальными участками. Усилительный блок может быть расположен при этом перед собственно электронным блоком обратной связи или его составной частью. Минимальное усиление означает в этой связи, что отличие между усилением во время фронтов и вне фронтов настолько велико, что на электронный блок обратной связи не оказывают влияния или, по меньшей мере, не оказывают негативного влияния связанные с фронтами пики.

Обоим решениям задачи присуще то, что участки ответного сигнала, на которых возникают сигналы перезарядки, не попадают к электронному блоку обратной связи за счет того, что они гасятся блоком компенсации пиков, управляемым посредством возбуждающего сигнала. Ответный сигнал либо подается на массу, либо усиление ответного сигнала заметно уменьшается. Ответный сигнал, следовательно, в обоих выполнениях умножается на гребенчатую функцию, которая, за исключением участков с пиком, является постоянной со значением, неравным нулю, а во время этих участков равна нулю или, по меньшей мере, очень мала. Синхронизация ответного сигнала и этой функции происходит за счет того, что возбуждающий сигнал подается не только на пьезопривод, но и на блок компенсации пиков.

Одно выполнение предусматривает, что усилительный блок представляет собой зарядный усилитель. Это выполнение является предпочтительным, поскольку пьезопривод вырабатывает сигнал тока. Кроме того, нет необходимости ни в каких элементах для преобразования, например, сигнала тока в сигнал напряжения.

Одно выполнение включает в себя то, что коэффициент усиления во время нарастания и/или спада фронтов возбуждающего сигнала равен приблизительно нулю. Таким образом, пики почти полностью гасятся в ответном сигнале. Усиление может лежать, однако, и ниже определенного предельного значения, которое задается электронным блоком обратной связи так, что паразитные эффекты из-за сигнала перезарядки не возникают. Если усиление во время возникновения фронтов равно приблизительно нулю, то коэффициент усиления может быть также, например, равен единице.

В одном выполнении в блоке компенсации пиков предусмотрены, по меньшей мере, один коммутационный элемент, управляющий коэффициентом усиления усилительного блока, и, по меньшей мере, один дифференцирующий элемент, к которому приложен возбуждающий сигнал и который управляет коммутационным элементом, причем выходное напряжение дифференцирующего элемента представляет собой отвод возбуждающего сигнала. Коммутационный элемент управляет коэффициентом усиления усилительного блока и сам управляется отводом возбуждающего сигнала. Это, следовательно, аналогично соответствующим блокам в первом варианте описанного выше решения задачи.

К обоим решениям задачи относятся следующие выполнения.

Одно оптимальное выполнение включает в себя то, что коммутационный элемент представляет собой электрический элемент, который изменяет свою проводимость в зависимости от приложенного напряжения. В первом выполнении этот коммутационный элемент предусмотрен в подавляющем блоке. Преимущество в том, что можно работать, таким образом, с возбуждающим сигналом или его отводом. Одно очень простое и недорогое выполнение предусматривает, что коммутационный элемент представляет собой полупроводниковый выключатель, например полевой транзистор вообще или MOSFET, в частности. Для защиты коммутационного элемента предусмотрен, по меньшей мере, один защитный элемент, который защищает коммутационный элемент от слишком высоких напряжений и/или напряжений со знаком, при котором проводимость коммутационного элемента не изменяется, за счет того, что пропускает к коммутационному элементу только напряжения с положительным или отрицательным знаком. В качестве защитных элементов можно использовать, например, диоды, которые в зависимости от знака приложенного к ним напряжения замыкают конденсатор RC-звена в дифференцирующих элементах накоротко непосредственно на массу, так что сигнал RC-звена на коммутационном элементе очень быстро убывает.

Предпочтительно выполнение, у которого возбуждающий сигнал является периодическим прямоугольным сигналом или периодическим трапецеидальным сигналом. За счет крутизны фронтов процесс перезарядки сильнее ограничен по времени, чем у возбуждающего сигнала с плоскими фронтами. Недостаток прямоугольного сигнала состоит в том, что могут быть возбуждены резонансы гармоник. Это исключено у трапецеидальных сигналов.

Изобретение более подробно поясняется с помощью нижеследующих чертежей, на которых изображают:

- фиг.1: блок-схему виброрезонатора;

- фиг.2: блок-схему первого выполнения устройства, согласно изобретению, для работы колебательного блока виброрезонатора;

- фиг.3: блок-схему другого выполнения устройства;

- фиг.4: временную характеристику некоторых сигналов;

- фиг.5: блок-схему второго выполнения устройства согласно изобретению.

На фиг.1 изображена принципиальная конструкция виброрезонатора. Колебательный блок 1 соединен с пьезоприводом 2. Колебания этого пьезопривода 2 возбуждаются электронным блоком 3 обратной связи, в результате чего механический колебательный блок 1 также приводится в колебания. Пьезопривод 2 детектирует тогда колебания механического колебательного блока 1 и передает ответный сигнал 21 через преобразователь 7 тока в напряжение и блок 4 компенсации пиков на электронный блок 3 обратной связи. В качестве механического колебательного блока изображена колебательная вилка, однако возможно также использование колебательного стержня.

На фиг.2 изображена блок-схема предпочтительного варианта реализации устройства для работы колебательного блока 1 виброрезонатора. В этой схеме для блока 4 компенсации пиков были использованы только самые необходимые элементы. Электронный блок 3 обратной связи вырабатывает возбуждающий сигнал 20, который возбуждает колебания пьезопривода 2 как части колебательного блока 1. Возбуждающий сигнал 20 представляет собой здесь прямоугольный сигнал. Возможны также трапецеидальные сигналы, которые предотвращают возбуждение более высоких мод или гармоник механического колебательного блока 1. В результате колебаний возникает ответный сигнал 21 пьезопривода 2, возвращаемый в электронный блок 3 обратной связи.

Во время возникновения флангов возбуждающего сигнала 20. т.е. за счет изменения знака изменения напряжения, пьезопривод 2 перезаряжается, и возникает характеристика тока перезарядки, экспоненциально убывающая с временной постоянной t1. В ответном сигнале 21 этот пик проявляется в виде паразитного сигнала 22. Временная постоянная t1 вычисляется из емкости пьезопривода 2 и общего активного сопротивления, с которым пьезопривод 2 образует RC-звено. При этом в изображенном примере речь идет о резисторе 11, а также о дополнительных внутренних резисторах схемы (не показаны), которые могут потребоваться, например, для взрывозащиты. Эти высокие сигналы перезарядки являются для оценки ответного сигнала 21 помехой; важен лишь полезный сигнал колебательного блока 1, который является сигналом детектирования колебаний и позволяет, например, по его частоте и амплитуде определить физические параметры среды. Паразитный сигнал 22 возникает из величин используемых элементов и не дает информацию о представляющем интерес измерении.

Для подавления паразитного сигнала 22 прежде всего ответный сигнал 21, являющийся сигналом тока, преобразуют посредством преобразователя 7 тока в напряжение в сигнал напряжения. В простейшем выполнении речь идет при этом о резисторе 11, присоединенном к массе. За преобразователем 7 находится блок 4 компенсации пиков. В данном случае предусмотрены два подавляющих блока 5, 13. Подавляющий блок 5 служит для подавления во время спада фронтов возбуждающего сигнала 20, а подавляющий блок 13 - для подавления во время нарастания фронтов. Эти подавляющие блоки 5, 13 состоят из коммутационного элемента 6, 14 и управляются дифференцирующим элементом 12, на который подается возбуждающий сигнал 20 электронного блока 3 обратной связи. В изображенном выполнении дифференцирующий элемент 12 представляет собой RC-звено, состоящее из конденсатора 9 и резистора 10. У коммутационного элемента 6, 14 речь идет о полупроводниковом выключателе, например MOSFET. Полупроводниковые выключатели, используемые в изобретении, значительно дешевле, чем, например, в DE 19621449. Например, речь может идти о полевых транзисторах 2N7002 или ТР0610. Это - два примера из огромного выбора. Коммутационные элементы 6, 14 подавляющих блоков 5, 13 отличаются тем, что какой знак приложенного напряжения вызывает последовательное замыкание коммутационного элемента. Речь идет, следовательно, например, о n- или p-канале MOSFET. В этом специальном выполнении следует, однако, обратить внимание на то, что коммутационные элементы 6, 14 из-за напряжений с соответственно другим знаком не испытывают повреждений. Это обеспечивается свойствами названных полевых транзисторов 2N7002 или ТР0610.

За счет фронтов возбуждающего сигнала в RC-звене 12 возникает сигнал 24, управляющий коммутационными элементами 6, 14. Сигнал 24 представляет собой отвод возбуждающего сигнала 20, т.е. RC-звено 12 работает в качестве дифференцирующего элемента. Кроме того, сигнал схож с паразитными сигналами 22 пьезопривода 2, поскольку он возникает также из процесса перезарядки. Сигнал 24 убывает с временной постоянной t2, определяемой емкостью конденсатора 9 и резистора 10. Как поясняется ниже, коммутационные элементы 6, 14 рассчитаны с возможностью изменения своей проводимости во время спада или нарастания фронтов и, тем самым, замыкания пьезопривода 2 накоротко на массу. Короткое замыкание происходит до тех пор, пока сигнал 24 не упадет ниже определенного порогового значения, ниже которого коммутационный элемент 6 или 14 не является больше проводящим. Это пороговое значение зависит от расчета коммутационных элементов 6, 14. В это время ответный сигнал 21 не поступает к электронному блоку 3 обратной связи. Далее общее активное сопротивление RC-звена, емкость которого определяется пьезоприводом 2, минимизировано, а тем самым, и временная постоянная t1 процесса перезарядки пьезопривода 2. Предпочтительно выбрать время t2, по меньшей мере, равным или большим, чем t1, так что паразитные сигналы 22 в любом случае надежно вырезаются из ответного сигнала 21.

Преимущества изобретения заключаются в том, что используются дешевые элементы, поскольку можно отказаться, в том числе, от оптического усилителя, например аналогового выключателя или вентиля исключающее или. В целом, для блока 4 компенсации пиков и преобразователя 7 тока в напряжение требуются два резистора, один конденсатор и два полупроводниковых выключателя.

На фиг.3 изображено расширенное выполнение схемы на фиг.2. Расширения состоят в том, что перед блоком 4 компенсации пиков включен резистор 19. Он ограничивает ток перезарядки пьезопривода 2 и предотвращает слишком высокую нагрузку на электронный блок 3 обратной связи. Во время возникновения фронтов резистор 11 преобразователя 7 тока в напряжение и резистор 19 присоединены к массе, параллельны, и общее активное сопротивление меньше минимального отдельного значения. Таким образом, сокращено и время t1 перезарядки пьезопривода 2.

Далее в подавляющих блоках 5, 13 предусмотрено по одному защитному элементу 8, 15. В данном примере речь идет о диоде. Эти защитные элементы 8, 15 ограничивают в течение времени вне фронтов возбуждающего сигнала 20 напряжение, приложенное к соответствующему коммутационному элементу 6, 14, и защищают их тем самым от слишком высоких напряжений. Кроме того, это препятствует проникновению напряжения со знаком к коммутационному элементу, при котором коммутационный элемент 6, 14 не изменяет свою проводимость. Таким образом, могут использоваться также полупроводниковые выключатели, которые не переносят напряжений с «неправильным» знаком. Это значит, что за счет дополнительных диодов уменьшаются требования к полупроводниковым выключателям.

К тому же в обоих подавляющих блоках предусмотрено по одному собственному дифференцирующему элементу 12, 18. Выбор связанных с этими дифференцирующими элементами 12, 18 временных постоянных t2, t3 должен быть таким, чтобы обе были, по меньшей мере, равны или больше временной постоянной t1 пьезопривода 2.

На фиг.4 изображены временные характеристики участвующих сигналов. Возбуждающий сигнал 20 в данном случае представляет собой прямоугольный сигнал с круто нарастающими и спадающими фронтами. При технической реализации, однако, за счет элементов в действительности возникает скорее трапецеидальная характеристика. Ответный сигнал 21 складывается из полезного сигнала, который в этом случае синусоидальный, и паразитных сигналов 22, которые возникают в результате перезарядки пьезопривода 2 и экспоненциально убывают. За счет блока 4 компенсации пиков на входе электронного блока 3 обратной связи возникает сигнал 23, из которого удалены паразитные сигналы 22. Сигнал 24 является сигналом дифференцирующего элемента 12 в выполнении на фиг.1. Сигналы 25, 26 являются сигналами дифференцирующих элементов 18, 12 в выполнении на фиг.2. У этих обоих сигналов 25, 26 хорошо видно действие защитных элементов 8, 15, которые в этом примере являются диодами. За счет них в зависимости от вида фронта конденсаторы 9, 16 замыкаются накоротко на массу. Поэтому сигнал почти сразу же снова убывает до нуля. При соответственно другом фронте диоды 8, 15 заперты, а конденсаторы 9, 16 образуют с резисторами 10, 17 RC-звено с соответствующей временнóй постоянной для убывания сигнала.

На фиг.5 изображено второе выполнение решения задачи. В блоке 4 компенсации пиков предусмотрен усилительный блок 30, который усиливает ответный сигнал 21 пьезопривода 2. В простейшем выполнении усилительного блока 30 речь идет о зарядном усилителе. Коэффициентом усиления управляет возбуждающий сигнал 20 электронного блока 3 обратной связи. Как и в описанном выше выполнении, возбуждающий сигнал 20 подается на дифференцирующий элемент 12, который является RC-звеном, состоящим из конденсатора 9 и резистора 10 на массу, и вырабатывает сигнал 24 в виде отвода возбуждающего сигнала 20. Коммутационные элементы 6, 14 рассчитаны, как уже сказано, с возможностью изменения своей проводимости во время спадающих или нарастающих фронтов и, тем самым, создания проводящего соединения выхода усилительного блока 30 с минусовым входом. Коэффициент усиления зависит при этом в том числе от омического сопротивления, определяемого резистором 31, конденсатором 32, служащим для сглаживания, и коммутационными элементами 6, 14. Если за счет отвода возбуждающего сигнала 20 один из коммутационных элементов 6, 14 замыкается, то это общее значение сопротивления падает до нуля и коэффициент усиления также стремится тем самым к нулю. Как долго коэффициент усиления будет равен нулю, зависит от расчета RC-звена 12. Это также соответствует первому варианту осуществления изобретения (см. фиг.2 и 3 и соответствующее описание). Другое выполнение схемы на фиг.5 также может включать в себя, по меньшей мере, один защитный элемент 15. Другие подробности являются явными для квалифицированного специалиста.

Перечень ссылочных позиций

1 - колебательный блок

2 - пьезопривод

3 - электронный блок обратной связи

4 - блок компенсации пиков

5 - подавляющий блок

6 - коммутационный элемент

7 - преобразователь тока в напряжение

8 - защитный элемент

9 - конденсатор

10 - резистор

11 - резистор

12 - дифференцирующий элемент

13 - подавляющий блок

14 - коммутационный элемент

15 - защитный элемент

16 - конденсатор

17 - резистор

18 - дифференцирующий элемент

19 - резистор

20 - возбуждающий сигнал

21 - ответный сигнал

22 - паразитный сигнал

23 - сигнал на электронном блоке обратной связи

24 - сигнал дифференцирующего элемента

25 - сигнал дифференцирующего элемента

26 - сигнал дифференцирующего элемента

30 - усилительный блок

31 - резистор

32 - конденсатор